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近日,南京医科大学第一附属医院研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文,题为“KMT2C Loss Promotes NF2-Wildtype Meningioma Progression and Ferroptosis Sensitivity via Epigenetic Repression of Hippo Signaling”,本研究证明了 KMT2C 在高级别脑膜瘤中的表达显著降低,并且 KMT2C 的缺失会促进 NF2 基因野生型脑膜瘤细胞的增殖和侵袭。从机制上讲,KMT2C 缺乏会抑制 NF2 转录并使 Hippo 信号失活,从而增强致癌活性并增加对铁死亡的敏感性。综上所述,本研究结果表明 KMT2C 是一个关键的表观遗传调节因子,它将启动子组蛋白乙酰化、NF2-Hippo 通路活性以及铁死亡敏感性联系起来。这些结果为高级别脑膜瘤的进展提供了机制上的见解,并凸显了诱导铁死亡和表观遗传调节作为治疗 NF2 基因野生型、KMT2C 缺陷型脑膜瘤的有前景的策略。

NF2 基因与铁死亡:脑膜瘤发病机制及治疗新视角

01

脑膜瘤是最常见的原发性颅内肿瘤,占病例的 30% 至 40%。虽然大多数为良性(世界卫生组织 I 级),但约 20% 为非典型或恶性(II 至 III 级),II 级和 III 级被认为是高级别肿瘤,尽管进行了手术和放疗,但仍表现出侵袭性生长和频繁复发。NF2 基因是脑膜瘤发病机制中的关键驱动因素,NF2 的缺失会破坏 Hippo 通路,从而促进肿瘤进展并使细胞对铁死亡敏感。铁死亡是一种由铁积累和氧化应激驱动的程序性细胞死亡机制,在癌症治疗研究中备受关注。之前的工作表明,NF2-Hippo 通路失活使脑膜瘤对铁死亡诱导敏感,凸显了其治疗相关性。

KMT2C 缺乏促进 NF2-WT 脑膜瘤的恶性进展

02

CRISPR-Cas9 技术介导的 KMT2C 基因敲除(KO)在已建立的和原代人脑膜瘤模型中均成功实现,包括 IOMM-Lee、CH157MN 以及患者来源的 MN-TY1、MN-WKM2 和 MN-TS1 细胞。免疫印迹法证实,与同基因野生型(WT)对照相比,KO 细胞中 KMT2C 蛋白表达完全缺失。在 NF2 野生型(NF2-WT)模型中,KMT2C 缺失显著增强了肿瘤细胞的增殖,这一点通过 CCK-8、EdU 和集落形成实验得以证实。KO 细胞产生了更多且更大的集落,这与 DNA 合成和生长的增加相一致。迁移实验进一步表明,KMT2C-KO 的 IOMM-Lee 和 MN-TY1 细胞侵袭性显著增强,而 3D Matrigel 球体实验显示,与 WT 球体紧凑的形态相比,KO 细胞具有更广泛的基质渗透和不规则的外向生长。相比之下,在 NF2 缺陷的 CH157MN、MN-WKM2 和 MN-TS1 细胞中,KMT2C 的缺失并未增强增殖或侵袭能力,这表明 KMT2C 的缺失不会进一步增强它们的恶性表型。为了进一步确定 NF2 状态是否影响 KMT2C 的表达,研究人员对临床样本进行了免疫组化定量分析。这些分析表明,NF2 缺失并未改变 KMT2C 蛋白的表达水平。

在皮下异种移植模型中,KMT2C-WT IOMM-Lee 细胞需要更高的接种剂量才能形成肿瘤,而 KMT2C-KO 细胞则容易产生迅速增大的肿块。当等量的 WT 和 KO 细胞被注射时,KMT2C 缺失显著增加了肿瘤生长速度和最终肿瘤体积。在原位(颅内)异种移植中,生物发光成像显示 KO 携带小鼠的肿瘤扩张加速,其存活时间更短,体重下降更快,反映出肿瘤负荷更大。

组织病理学检查显示 KMT2C-KO 肿瘤具有侵袭性特征,包括弥漫性脑实质浸润和结构破坏,而 WT 肿瘤则保持局限性。免疫组化染色证实 KO 肿瘤的 Ki-67 指数显著升高,支持其增殖能力增强。

综上所述,这些发现表明 KMT2C 在 NF2-WT 脑膜瘤中起着关键的肿瘤抑制作用,在体外和体内均能抑制增殖和侵袭。

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KMT2C 缺失促进 NF2-WT 型脑膜瘤的恶性进展

结论

03

总之,本研究确立了 KMT2C 在 NF2 基因野生型脑膜瘤发病机制中的核心表观遗传学作用。通过调节组蛋白乙酰化、Hippo 信号通路和铁死亡,KMT2C 的缺失推动了恶性进展,并揭示了新的治疗弱点,尤其凸显了组蛋白去乙酰化酶抑制、YAP-TEAD 阻断和铁死亡诱导作为脑膜瘤有前景的治疗策略的潜力。

参考资料:

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202522756

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