系统性解码胶质瘤功能性增强子连接组与风险变异的分子机制

本研究针对胶质瘤中非编码区增强子相关遗传变异的作用机制不明问题，通过CRISPR干扰筛选和H3K27ac HiChIP技术，首次系统性解析了促肿瘤增强子连接组及其靶基因网络。研究发现风险SNP rs2297440通过招募转录因子MEIS1增强SOX18表达，驱动胶质瘤进展。该研究为理解非编码变异在肿瘤发生中的作用提供了新范式，并为靶向治疗提供了潜在靶点。

胶质瘤作为最具侵袭性的脑癌类型之一，其发生发展机制一直是肿瘤研究的难点。尽管全基因组关联研究（GWAS）已发现多个与胶质瘤风险相关的单核苷酸多态性（SNP），但85%的SNP位于非编码区，这些变异如何通过远程调控影响肿瘤进展仍不清楚。传统"邻近基因"假设因缺乏实验证据而备受挑战，特别是增强子与靶基因间的三维基因组互作机制亟待解析。

为攻克这一难题，Wange Lu团队在《Nature Cell Biology》发表的研究中，创新性地将高通量CRISPR干扰（CRISPRi）筛选与H3K27ac HiChIP（染色质互作分析）技术相结合。通过对38例患者样本和3种胶质瘤细胞系的分析，首次绘制了胶质瘤特异性增强子-靶基因互作图谱。研究团队还开发了风险SNP功能验证体系，结合单碱基编辑、染色体构象捕获（3C-qPCR）和类器官模型等多维度技术，揭示了非编码变异通过三维基因组调控肿瘤发生的新机制。

​​关键实验技术​​

1. 1.

   高通量CRISPRi筛选：靶向34,083个增强子的90,049条sgRNA文库

2. 2.

   H3K27ac HiChIP：解析5例原发胶质瘤与正常脑组织的染色质互作差异

3. 3.

   单碱基编辑：构建rs2297440风险等位基因（C/C）与非风险等位基因（T/T）同源细胞系

4. 4.

   三维基因组分析：整合HiChIP与3C-qPCR验证SOX18增强子互作

5. 5.

   体内外功能验证：包括MTT增殖实验、干细胞球形成实验和裸鼠移植瘤模型

​​主要研究结果​​

​​促肿瘤增强子连接组的发现​​

通过比较肿瘤与正常组织的染色质互作模式，研究发现胶质瘤特异性环状结构中富集CREB1、MEIS1等促增殖转录因子结合 motif。其中增强子E19383通过远程调控LAPTM4A、SDC1等基因表达，这些基因的高表达与患者不良预后显著相关。

​​风险SNP的增强子调控机制​​

在12个位于增强子的风险SNP中，75%的风险等位基因显示更强的报告基因活性。rs2297440风险型增强子与SOX18启动子的互作频率在肿瘤中升高3倍，其缺失导致SOX18表达下降60%，显著抑制肿瘤增殖。

​​MEIS1-SOX18调控轴的确立​​

序列分析发现rs2297440位点存在MEIS1结合 motif。ChIP-qPCR证实风险等位基因（C）的MEIS1结合能力提高7倍，激活SOX18表达。在移植瘤模型中，SOX18过表达可完全挽救增强子敲除导致的肿瘤生长缺陷。

这项研究开创性地建立了"非编码变异-增强子连接组-靶基因"的调控框架，证实rs2297440通过形成MEIS1依赖的增强子-启动子环激活SOX18表达。不仅为理解胶质瘤易感性提供了新视角，更启示增强子互作网络可作为新型治疗靶点。该策略可推广至其他癌症研究，推动"后GWAS时代"非编码变异的机制解析。