#1
文章一
首个儿童高级胶质瘤的综合基因组特征分析
文章信息
文章题目：Epigenomic landscape and 3D genome structure in pediatric high-grade glioma
中文题目：儿童高级别胶质瘤的表观图谱和三维基因组结构
发表期刊：Science Advances（IF：14.13；Q1）
实验材料：患者的多种细胞系，包括有H3K27M突变型（弥漫性内在脑桥胶质瘤，DIPG)，H3K27野生型（多型性胶质母细胞瘤，GBM），神经干细胞，正常星状胶质细胞（NHA）。同一病患的DIPG和正常大脑皮层组织。
测序技术：RNA-seq，ChIP-seq，Hi-C，ATAC-seq
文章链接：
https://advances.sciencemag.org/content/7/23/eabg4126
文章概述
儿童高级胶质瘤（pediatric high-grade glioma，pHGG）是孩童因癌症死亡的第一元凶，属于恶性神经胶质瘤，治疗预后5年生存率不足20%。pHGG包含有多型性胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）和弥漫性内在脑桥胶质瘤（diffuse intrinsic pontine glioma，DIPG）。
研究者首先通过RNA-seq，分析正常人与癌症细胞系以及两个癌症亚型细胞系之间的差异基因，发现DIPG和GBM的转录调控表达不同，DIPG细胞系更加活跃。随后对差异表达基因进行功能注释，确认了DIPG与突触形成信号的相关性，以及SOX2和SUZ12蛋白在DIPG活化调控。
研究者在H3K27M突变型（DIPG)和H3K27野生型（GBM）细胞系进行H3K27ac ChIP-seq富集分析，结合转录组数据的无监督层级聚类和ATAC-seq，发现H3K27ac标记的增强子可能引起癌症亚型之间的差异基因表达，两种亚型的功能转录因子也不同，并且DIPG特定的增强子富集于增殖相关的路径，GBM的则富集于细胞迁移，缺氧和炎症相关的途径。
研究者采用Hi-C技术分析癌症亚型细胞之间，以及患癌引起的三维结构变化，确定了其与基因表达和组蛋白修饰变化的一致性。GBM和DIPG各自拥有特定的1656和2239个染色质环，其中分别有20%和30%的增强子-启动子环，并且存在重排的增强子-启动子互作影响大脑发育。结合各自特定的Motifs分析，DIPG和GBM的基因互作网络分别显著富集于神经系统形成和胶质细胞命运，以及成纤维细胞增殖和细胞分化通路。
相对于DMSO对照处理的细胞，研究者发现BRD/BET抑制剂（BRD4i和dBET6）处理的癌细胞中DNA loop结构大幅减少，增强子-启动子互作受到破坏，A和B compartment发生转换，其中dBET6的影响更大。
研究者通过所有细胞系的Hi-C数据分析拷贝数变异（CNV），发现DIPG细胞系中有更多的CNV，随后根据SV数据进一步组装基因组breaks，识别到足以改变基因表达水平的增强子劫持事件，并且抑制剂处理前后的Hi-C互作分析以及FISH实验证实该增强子劫持事件可作为药物研发的靶点。
肿瘤特异性互作（箭头）在BRD4i和dBET6处理24小时后被破坏，dBET6效果更强
基于SV得到增强子劫持事件
#2
文章二
良性和恶性胶质瘤的活性增强子和启动子分析
文章信息
文章题目：Mapping chromatin accessibility and active regulatory elements reveals pathological mechanisms in human gliomas
中文题目：人脑胶质瘤的染色质开放性和活跃调控元件图揭示其病理机制
发表期刊：Nature Communications（IF：14.91；Q1）
实验材料：
人类胶质瘤组织样本：毛细胞星状细胞瘤(PA) — I期，弥漫性胶质瘤（DA） — II和III期，胶质母细胞瘤(GB) — IV期。
人胶质瘤细胞系：原代神经胶质瘤细胞系（WG4和IPIN），恶性的胶质母细胞瘤细胞（U-87 MG，LN18和LN229）。
测序技术：RNA-seq，ATAC-seq，ChIP-seq，DNA甲基化测序
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-23922-2#Sec9
文章概述
胶质瘤是最常见的中枢神经系统原发性肿瘤，该研究根据WHO的分级标准，以I期的良性胶质瘤，II和III期的弥漫性胶质瘤，以及IV期的恶性胶质瘤的样本进行研究，III期和IV期为高级胶质瘤。
研究者首先使用ATAC-seq和ChIP-seq（H3K4me3, H3K27ac和H3K27me3）检测良性和恶性肿瘤组织样本的活性和静态增强子以及活性启动子分布，结合公共数据库中神经胶质瘤的Hi-C数据，识别可能影响胶质瘤的增强子-启动子互作。
在肿瘤样本之间，启动子和基因表达都具有高一致性，增强子则表现出高度的变化。和ChIP-seq（H3K4me3）不同，ChIP-seq（H3K27ac）信号和转录表达具有相关性。转录组数据的层次聚类能很好地将样本进行划分。同时，整合ATAC-seq、已发表的胎儿大脑和胶质瘤Hi-C数据识别启动子-增强子互作，得到了胶质瘤中活跃的调控信息，结果显示非启动子调节区显示出样本的高度多样性。
研究者比较恶性肿瘤（DA/GB）和良性肿瘤（PA）的组蛋白信号（H3K4me3, H3K27ac），PA的全局H3K27ac信号较低，但在某些区域相对较高，该区域TSS近端的基因在PA中表达更高，它们受一些转录因子的潜在调控且与神经元信号相关。
在大多数PA样本中，研究者鉴定了一组 H3K4me3 标记的启动子，其特征在于与 DA/GB 样本相比，转录水平、H3K27ac 和 ATAC-seq 信号强度显著增加。根据ENCODE 项目的ChIP-seq 数据，该启动子集在PRC2复合物（EZH2和SUZ12 蛋白）的结合位点高度丰富。这些很可能是分化相关基因。
研究者鉴定了116个显著的增强子-启动子互作，并且在GB样本中筛选得到相关的FOXM1和ANXA2R共表达调控网络，它们的表达水平越高，生存期越短。研究者对此应用多种肿瘤细胞系进行验证，证实了在FOXM1耗竭、ANXA2R表达下调的神经胶质瘤细胞中，癌细胞的迁移和侵袭均显著降低。FOXM1转录因子和ANXA2R调控区域之间的功能性互作影响胶质瘤发病。
胶质瘤中的调控位点
启动子带EZH2结合位点的PA特异性基因富集于分化相关通路
微信公众号
027-87224696
|
marketing@frasergen.com
|
