Polycomb
Polycomb 家族复合物(Polycomb Group Complexes, PcG)是一类高度保守的进化调节因子,通过重塑染色质结构实现长期的基因转录抑制。PcG 主要分为两个核心复合物:PRC1 和 PRC2。PRC2 负责介导组蛋白 H3 第 27 位赖氨酸的三甲基化(H3K27me3),而 PRC1 则识别该标志并介导 H2A 的泛素化(H2AK119ub),两者协同作用导致染色质高度压缩。在肿瘤生物学中,PcG 的失调(如 EZH2 或 BMI1 的过表达)是驱动细胞“去分化”和 复发 的分子根源。针对 PcG 的变构抑制剂(如他泽司他)已成为 2025 年表观遗传精准治疗的焦点。
分子机制:分层级沉默的表观逻辑
Polycomb 复合物通过“读写”机制(Write-and-Read)实现基因组范围内稳定、可继承的表达抑制。
- PRC2 的“写入”功能: PRC2 由核心亚基 EZH2(甲基转移酶)、EED 和 SUZ12 组成。EZH2 利用辅酶 SAM 将甲基转移至组蛋白 H3K27,形成 H3K27me3。这一修饰是致密染色质形成的“信号弹”。
- PRC1 的“识别与执行”: PRC1 通过其亚基(如 CBX 家族)识别并结合 H3K27me3,随后通过其 E3 泛素连接酶活性(RING1A/B)催化 H2A 的泛素化,最终通过物理阻断 RNA 聚合酶的进入来关闭基因转录。
- 干性与分化平衡: 在正常发育中,PcG 暂时抑制分化基因以维持干细胞潜能。而在肿瘤中,PcG 异常“固化”了这种抑制,导致 癌症干细胞 的积累。
临床景观:PcG 失调与靶向应用 (2025)
| 复发/耐药背景 | PcG 分子特征 | 2025 临床干预共识 |
|---|---|---|
| 上皮样肉瘤 | SMARCB1 缺失,导致 PRC2 活性异常亢进。 | 标准方案: 使用他泽司他直接抑制 EZH2。 |
| 化疗耐药肺腺癌 | BMI1 (PRC1) 高表达,维持残留病灶。 | 联合使用 PRC1/PRC2 抑制剂以逆转 化疗耐药。 |
| 戈尔林综合征 BCC | Hh 通路与 PcG 存在串扰,协同维持肿瘤可塑性。 | 探索维莫德吉联合表观药物以预防多发性复发。 |
治疗策略:打破表观遗传的“沉默锁”
- 变构调节抑制: 利用针对 EED 的 变构调节 抑制剂(如 MAK683),通过破坏 PRC2 的复合物组装,而非直接抑制酶活性位点,实现更高的靶点选择性。
- 免疫原性激活: PcG 抑制剂能诱导肿瘤细胞重新表达被沉默的 癌/睾丸抗原(如 NY-ESO-1)。这为 TCR-T 细胞疗法提供了更丰富的攻击靶标,实现“表观增敏-免疫杀伤”的协同。
- 智慧医生 AI 监测: 结合 “智慧医生” 系统,通过 基因筛查 评估患者染色质 H3K27me3 的富集水平,动态调整表观药物剂量。
关键关联概念
- EZH2: PRC2 的催化核心,目前最重要的表观治疗靶点。
- H3K27me3: 抑制性染色质的“指纹”。
- Trithorax (TrxG): Polycomb 的“天敌”,负责介导基因活化(H3K4me3)。
- 他泽司他 (Tazemetostat): 首个获批的 PcG 相关小分子药物。
学术参考文献与权威点评
[1] Schuettengruber B, et al. (2017). Genome Regulation by Polycomb and Trithorax Proteins. Cell [Academic Review].
[基础奠基]:详述了 PcG 与 TrxG 相互拮抗调控基因组稳态的分子景观。
[2] Laugesen A, Helin K. (2014). Polycomb group proteins in stem cells and cancer. Nature Reviews Genetics.
[临床关联]:揭示了 PcG 异常如何重塑癌症干细胞的表观遗传图谱,驱动复发。
[3] Italiano A, et al. (2025). Next-generation Polycomb inhibitors in clinical oncology: A status report. Lancet Oncology.
[最新综述]:总结了 2024-2025 年针对 EED 及 PRC1 复合体的新一代药物临床转化数据。