54 / 2026-04-01 08:58:31

超级增强子驱动的CCL5在皮肤鳞状细胞癌中的作用及机制研究

皮肤鳞状细胞癌；超级增强子；表观遗传调控；转录调控网络

背景：

皮肤鳞状细胞癌（cutaneous squamous cell carcinoma, CSCC）是常见的皮肤恶性肿瘤类型，其发生发展过程受复杂的基因调控网络影响，然而相关的表观遗传调控机制尚不完全明确。超级增强子（super-enhancers, SEs）作为一类具备强转录活性的顺式调控元件，能够通过招募大量转录因子及辅激活因子驱动关键基因的表达，在多种肿瘤的发生与进展中发挥关键作用。目前，皮肤鳞癌特异性超级增强子的系统鉴定及其调控靶基因的分子机制仍有待深入探索。本研究旨在系统鉴定皮肤鳞癌特异性超级增强子，并结合生物信息学分析与功能实验，探讨超级增强子调控的靶基因在皮肤鳞癌发生发展中的作用及其潜在调控机制。

方法：

基于皮肤鳞癌组织与正常皮肤组织的H3K27ac染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）数据，本研究系统鉴定了皮肤鳞癌特异性增强子及超级增强子。通过差异分析并结合Activity-by-Contact（ABC）模型预测其潜在靶基因，进一步利用本课题组收集的48对皮肤鳞癌及正常皮肤组织样本以及外部公开数据集进行表达验证与综合排序，筛选出候选基因。随后，在A431和HSC-5皮肤鳞癌细胞系中，采用siRNA干扰、实时荧光定量PCR（qPCR）、细胞活力测定、克隆形成实验及Transwell迁移实验验证候选基因的生物学功能。针对候选基因相关超级增强子区域进行转录因子结合位点预测，结合Motif数据库及生物信息学工具筛选潜在的调控转录因子。通过基因敲低及双荧光素酶报告基因实验，探究转录因子对靶基因表达及其启动子活性的调控作用。

结果：

本研究共鉴定出大量皮肤鳞癌特异性增强子及超级增强子区域，其中肿瘤组织中超级增强子的数量及活性均显著升高。差异增强子相关基因主要富集于细胞周期、DNA复制及细胞增殖等肿瘤相关通路。通过多维度证据整合分析，筛选出趋化因子CCL5作为超级增强子驱动的关键候选基因。表达分析结果显示，CCL5在皮肤鳞癌组织中显著上调。功能实验表明，敲低CCL5可显著抑制A431和HSC-5细胞的活力、克隆形成能力及迁移能力。针对CCL5相关超级增强子区域的转录因子预测分析提示，TEAD4可能是该区域的重要调控因子。进一步实验结果显示，敲低TEAD4后，CCL5的表达水平及其启动子活性均显著下降。

结论：

本研究系统鉴定了皮肤鳞癌特异性超级增强子，并筛选出超级增强子驱动的关键候选基因CCL5。CCL5在皮肤鳞癌细胞中发挥促肿瘤作用，其表达可能受转录因子TEAD4调控。本研究从表观遗传调控角度揭示了皮肤鳞癌中超级增强子驱动基因表达的分子特征，为进一步解析皮肤鳞癌的调控网络及探索潜在治疗靶点提供了新的研究线索。