dCas9靶向蛋白质组分析揭示了p300介导的SMAD和SP1之间的相互调控作用，这种调控是肾细胞癌中GM2合成酶转录活性的驱动因素

《The FASEB Journal》：dCas9 Targeted Proteome Profiling Reveals p300-Mediated Reciprocal Regulation of SMAD and SP1 as a Driver of GM2-synthase Transcription in Renal Cell Carcinoma

GM2-synthase在肾细胞癌中的转录调控机制研究揭示p300通过激活SMAD2/4并降解SP1协同调控该基因表达。

　　

摘要

糖脂是质膜的重要组成部分，这既体现在它们的数量上，也体现在它们的功能上。神经节苷脂是一类结构多样、功能各异的糖脂，它们既可以作为受体，也可以作为配体，因此在许多正常的细胞过程中发挥着关键作用。在某些疾病中，尤其是癌症中，某些神经节苷脂会过度表达，从而导致疾病的发生。GM2-合成酶是一种负责生成促肿瘤神经节苷脂GM2的酶，据报道在多种癌细胞组织和细胞系中都过度表达。这种GM2-合成酶的过度表达与癌细胞迁移能力增强、侵袭性增加以及上皮细胞向间充质细胞的转化有关（1），同时还会引发局部的和全身性的免疫抑制。尽管只有少数研究探讨了GM2-合成酶（B4GalNT1）基因转录调控的表观遗传学机制，但其具体机制仍不清楚。在这里，我们通过两步CRISPR-dCas9蛋白组分析方法，鉴定了与GM2-合成酶启动子相关的所有蛋白质，从而详细阐明了调控GM2-合成酶转录的分子机制。虽然之前的研究已经发现乙酰化能够解除转录因子SP1的抑制作用，从而激活GM2-合成酶，但其背后的分子机制尚未明确。本研究表明，组蛋白乙酰转移酶p300起着关键作用：一方面它通过乙酰化促进SP1的降解；另一方面它激活SMAD2/4，进而直接促进GM2-合成酶基因的转录。通过敲除、下调和过表达实验，我们证实了p300在GM2-合成酶基因转录中的激活作用。此外，SP1的降解、SMAD的激活及其DNA结合模式表明p300对SP1和SMAD复合物具有相互影响的作用。综上所述，我们确定SMAD2/4是一个激活复合体，p300是一个正向调控因子，并揭示了p300-SMAD-SP1在GM2-合成酶转录调控中的关键作用。

图形摘要

在这项研究中，我们发现了参与肾细胞癌（RCC）中致癌GM2-合成酶基因转录激活的关键机制。研究表明，HAT-p300与两个转录因子SMAD2/4和SP1相互调节，这两个因子共同决定了GM2-合成酶的转录结果。研究还发现，p300的活性不仅激活了SMAD2/4，还同时促进了抑制因子SP1的乙酰化和降解，从而导致负责合成致癌神经节苷脂GM2的基因在肾细胞癌中的上调。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本文生成的蛋白质组数据可通过PRIDE合作伙伴仓库，在Proteome Exchange Consortium中以访问号PXD065551获取。