《Cell Death & Disease》：Noncanonical role of KDM5C in conferring bortezomib resistance via the PERK?Nrf2 axis in multiple myeloma
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硼替佐米（BTZ）耐药是多发性骨髓瘤（MM）治疗的关键挑战。本研究聚焦于组蛋白去甲基化酶KDM5C在MM中的非经典功能，发现其通过与CBP、MYC形成复合物，上调PERK转录并激活Nrf2，从而通过内质网未折叠蛋白反应（UPR）通路赋予MM细胞BTZ耐药性。该研究揭示了MM进展和耐药的新驱动力，为克服BTZ耐药提供了新的潜在治疗靶点。
在血液系统恶性肿瘤的战场上，多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma, MM）是一种狡猾且顽固的敌人。尽管蛋白酶体制制剂硼替佐米（Bortezomib, BTZ）的问世显著改善了MM患者的预后，但耐药性的出现如同一个挥之不去的幽灵，最终导致疾病复发和患者死亡。因此，深入挖掘BTZ耐药的分子根源，寻找能够逆转耐药、重新点燃治疗希望的新靶点，成为临床与基础研究共同面临的紧迫挑战。
传统认知中，KDM5C（赖氨酸去甲基化酶5C）因其能够特异性去除组蛋白H3第4位赖氨酸的二甲基和三维甲基化（H3K4me2/3）修饰而闻名，是调控基因表达的关键表观遗传“编辑”之一。然而，在MM这个特定情境下，KDM5C扮演着什么角色？它是否参与了BTZ耐药的形成？这团迷雾长久以来未曾散去。有趣的是，研究人员发现，KDM5C在BTZ耐药的MM患者以及复发MM患者中表达水平显著上调，而且它的高表达与患者的不良总生存期呈负相关。这就像一个犯罪现场的指纹，强烈暗示KDM5C可能与MM的恶性进展和耐药密切相关。
为了证实这一猜想，研究团队展开了一系列探索。他们发现，敲低KDM5C能够显著抑制MM细胞的增殖，并增强这些细胞在体外和体内对BTZ治疗的敏感性。这直接证明了KDM5C是维持MM细胞生存和耐药所必需的。但接下来的发现更加出人意料：KDM5C促进BTZ耐药，竟然不依赖于其经典的组蛋白去甲基化酶活性。它通过其PHD2（植物同源结构域2）结构域，与另外两个关键蛋白CBP（CREB结合蛋白）和MYC（髓细胞增生原癌基因）形成了一个全新的三元复合物。
这个“联盟”的成立，改变了战场的地形。KDM5C–CBP–MYC复合物并没有去改变PERK（PKR样内质网激酶）启动子区经典的H3K4甲基化状态，而是转而促进了组蛋白H3第27位赖氨酸的乙酰化（H3K27ac）。乙酰化如同点亮了基因的“开关”，导致H3K27ac在PERK启动子区域富集，从而激活了PERK的转录。PERK是内质网未折叠蛋白反应（Unfolded Protein Response, UPR）三条主要通路中的关键传感器。其表达上调，进而促进了其下游关键效应分子Nrf2（核因子E2相关因子2）的磷酸化。被激活的Nrf2如同一个总指挥官，全面增强了MM细胞内质网中的UPR能力，帮助细胞应对由BTZ等药物诱导的内质网应激，最终使癌细胞在药物攻击下得以幸存。
这项研究系统性地描绘了KDM5C驱动MM进展和BTZ耐药的全新路径：KDM5C以不依赖其去甲基化酶活性的方式，通过PHD2结构域“招募”CBP和MYC，形成功能复合物，通过表观遗传学手段（促进H3K27ac）激活PERK的转录，进而通过PERK–Nrf2轴强化内质网UPR，最终赋予MM细胞BTZ耐药性。相关研究成果已发表于国际知名期刊《Cell Death 》。
研究采用的关键技术方法
本研究综合利用了临床样本分析、细胞与动物模型、分子与生化实验。首先，通过对BTZ耐药/敏感以及复发/新诊断的MM患者样本进行生物信息学分析和验证，明确了KDM5C的表达与临床预后的关联。在机制层面，通过基因敲低（Knockdown）、染色质免疫共沉淀（ChIP）、免疫共沉淀（Co-IP）及蛋白质免疫印迹（Western Blot）等技术，验证了KDM5C对MM细胞功能的影响及其与CBP、MYC的相互作用。同时，利用报告基因实验和组蛋白修饰特异性检测，阐明了KDM5C–CBP–MYC复合物对PERK转录的表观遗传激活机制。体内实验则通过构建小鼠移植瘤模型，评估了敲低KDM5C对BTZ治疗效果的增敏作用。
研究结果
KDM5C在BTZ耐药和复发MM中高表达且与不良预后相关
通过对临床数据的分析发现，KDM5C在BTZ耐药的MM患者以及复发MM患者中表达水平显著上调。生存分析进一步表明，KDM5C的高表达与MM患者的总生存期缩短呈显著负相关。这提示KDM5C可能作为MM不良预后的一个潜在生物标志物。
KDM5C是MM细胞增殖和BTZ耐药所必需的
功能实验证实，在MM细胞系中敲低KDM5C的表达，能够有效抑制细胞的增殖活性。更为重要的是，敲低KDM5C显著增强了MM细胞在体外对BTZ的药物敏感性。在荷瘤小鼠模型中也观察到一致的结果，联合KDM5C敲低与BTZ治疗，能够更有效地抑制肿瘤生长。这表明靶向KDM5C可能是一种克服BTZ耐药的有效策略。
KDM5C通过不依赖去甲基化酶活性的机制发挥功能
机制探索发现，即使突变了KDM5C催化去甲基化活性的关键结构域（Jumonji结构域），其促进MM细胞耐药的能力并未丧失。这强烈暗示KDM5C在介导BTZ耐药过程中，并非通过其经典的组蛋白H3K4去甲基化功能发挥作用，揭示了一种“非经典”的作用模式。
KDM5C与CBP、MYC形成复合物并激活PERK–Nrf2通路
通过免疫共沉淀等实验，研究人员发现KDM5C通过其PHD2结构域与转录共激活因子CBP和原癌蛋白MYC直接结合，形成了一个稳定的三元复合物。这个复合物被招募到PERK基因的启动子区域。令人意外的是，它并未改变该区域H3K4的甲基化水平（H3K4me1/3），而是显著增加了激活性组蛋白标记H3K27ac的富集。这种表观遗传修饰的改变直接激活了PERK的转录。上调的PERK进而促进了下游关键转录因子Nrf2的磷酸化，从而全面增强了内质网的未折叠蛋白反应能力，帮助MM细胞抵御BTZ诱导的内质网应激和凋亡。
研究结论与意义
本研究突破了对KDM5C功能的传统认知，首次系统阐明了其在多发性骨髓瘤中不依赖于去甲基化酶活性的“非经典”新功能。研究揭示，KDM5C通过与CBP、MYC形成复合物，以表观遗传学方式（增加H3K27ac）激活PERK转录，进而通过PERK–Nrf2轴强化内质网UPR，最终驱动MM细胞增殖并导致其对硼替佐米产生耐药。这一KDM5C/CBP/MYC–PERK–Nrf2信号轴的发现，不仅为理解MM，特别是BTZ耐药性MM的发病机制提供了全新的视角和理论基础，也明确了KDM5C作为一个极具潜力的新型治疗靶点。针对该复合物或该信号通路的关键节点开发干预策略，有望为克服临床BTZ耐药、改善复发/难治性MM患者的治疗困境开辟新的道路。
