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染色质重塑复合物 SWI/SNF 突变在肿瘤中的致病机制与药物开发机遇


SWI/SNF 复合物负责染色质结构动态调控,调控基因转录。该复合物亚基编码基因高频突变广泛存在于多种肿瘤,破坏染色质开放状态,诱发抑癌基因沉默、癌基因激活。针对 SWI/SNF 突变肿瘤的合成致死靶点,成为表观抗肿瘤药物开发新赛道。

染色质状态动态调控是细胞基因表达调控的核心层次,DNA 缠绕组蛋白形成核小体,会阻碍转录机器结合 DNA 模板。SWI/SNF 作为 ATP 依赖的染色质重塑复合物,依靠 ATP 水解提供能量,移动、解离、替换核小体,改变染色质开放程度,从而调控大量基因转录,参与细胞增殖、分化、DNA 损伤修复等众多基础生命过程。

SWI/SNF 复合物由十余个不同亚基组装而成,不同亚基组合形成 BAF、PBAF 等不同亚型复合物。基因组测序数据统计,接近 20% 的人类各类肿瘤当中存在 SWI/SNF 复合物亚基编码基因的功能缺失突变,包括 ARID1A、SMARCA4 等高频突变基因,在卵巢透明细胞癌、子宫内膜癌、肺癌、胆管癌等肿瘤中突变比例尤为突出。多数突变为失活突变,造成复合物功能受损甚至部分解离。

当 SWI/SNF 关键亚基发生突变失活,复合物整体功能遭到破坏,基因组上大量位点染色质开放状态被扰乱。一部分抑癌基因启动子区域染色质关闭,基因转录被沉默;与此同时部分致癌驱动位点染色质异常开放,癌基因转录上调。除此之外,SWI/SNF 和 p53 等抑癌通路存在广泛相互作用,复合物缺陷会干扰 DNA 损伤应答,基因组稳定性下降,加速肿瘤突变积累,推动细胞恶性转化。

SWI/SNF 突变肿瘤一个非常重要的研究发现就是合成致死效应。当 ARID1A 发生失活突变,肿瘤细胞失去完整 BAF 复合物,细胞生存变得高度依赖另外一些蛋白,抑制这些蛋白就可以选择性杀伤突变肿瘤细胞,而对拥有正常 SWI/SNF 的正常细胞毒性较小。目前研究较多的靶点包含 EZH2、PARP 等。EZH2 属于 PRC2 复合物,介导组蛋白 H3K27 甲基化,起到基因沉默作用;ARID1A 缺失细胞中,EZH2 活性异常升高,使用 EZH2 抑制剂可以选择性杀伤 ARID1A 突变肿瘤细胞,相关分子已经进入临床研究。

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但也需要客观看待合成致死策略的临床转化难度。部分临床前效果很好的 EZH2 抑制剂进入临床试验之后,整体应答率并没有达到预期,提示体内真实环境下存在代偿通路。肿瘤细胞可以通过其他表观调控途径弥补 SWI/SNF 缺陷带来的影响,产生耐药。不同亚基突变,对应的合成致死靶点并不完全相同,不能一概而论。

后续研究需要进一步解析不同 SWI/SNF 亚基突变后,染色质、转录组层面的变化,挖掘更多特异性合成致死靶点;开发活性、选择性更优的小分子抑制剂;同时寻找伴随诊断标志物,区分哪些患者能够真正从对应靶向药物获益。SWI/SNF 突变代表一大类表观驱动的肿瘤,相关药物研发,有望给这部分缺乏有效靶向药的肿瘤人群带来新治疗选择。