BRD9,全称溴结构域蛋白9,是ncBAF染色质重塑复合体中的一个关键亚基。ncBAF,即非典型BAF,是ATP依赖性染色质重塑SWI/SNF复合体的三种亚型之一。BRD9通过其溴结构域招募ncBAF复合体到启动子区域,从而调节基因转录。BRD9在多种细胞类型中发挥重要作用,包括正常和恶性造血干细胞(HSCs)[2,6]。
在多发性骨髓瘤(MM)中,BRD9的表达水平与疾病进展和患者预后密切相关。研究发现,BRD9高表达是MM患者不良预后的一个指标[1]。通过遗传和药理学方法降低BRD9的表达可以下调与核糖体生物合成相关的基因,并抑制MM细胞的生长[1]。此外,BRD9的表达与核糖体生物合成基因的表达相关,这些基因的表达与MM患者的疾病进展和预后相关[1]。
在胰腺导管腺癌(PDAC)中,BRD9通过与其SMAD2/3信号通路相互作用,调节胰腺癌细胞干性。BRD9的抑制可以阻断胰腺癌干细胞(CSCs)的自我更新、细胞周期进入G0期和侵袭性,并提高其对吉西他滨治疗的敏感性[3]。此外,BRD9的抑制还可以降低PDAC患者异种移植小鼠模型中的肿瘤生成,并消除胰腺癌患者肿瘤中的CSCs[3]。
BRD9还与干扰素(IFN)诱导的基因表达和抗病毒活性有关。BRD9的基因敲除或小分子介导的降解可以限制IFN诱导的ISGs的表达,并防止IFN对几种RNA和DNA病毒的抗病毒活性[4]。BRD9在转录水平上发挥作用,其IFN触发的与ISG转录激活因子STAT2的邻近结合表明,它在选择性ISG启动子区域具有功能定位[4]。
在肾细胞癌(RCC)中,BRD9的抑制可以抑制HIF2αlow/− RCC细胞的生长。BRD9的抑制可以下调与RCC发病机制相关的基因的表达,包括CCND1、VEGFR2、CDC20、SRC和MAPK6[5]。此外,BRD9的抑制还可以有效地抑制HIF2αlow/− RCC异种移植小鼠模型和患者源性肿瘤异种移植模型中的肿瘤生长,并延长肿瘤荷小鼠的生存期[5]。
BRD9在调节正常人类HSC功能及谱系分化中也发挥重要作用。BRD9的抑制会导致HSPCs在体外增殖不利,并在半固体培养基中产生较少的未成熟混合多能GEMM集落。在谱系促进的培养条件下,BRD9水平降低的细胞分化为巨核细胞谱系的能力下降,但向红细胞的分化延迟,并增强终末髓系分化。BRD9敲低(KD)的HSPCs在异种移植实验中表现出减少的多谱系长期植入[6]。RNA测序分析发现,BRD9 KD后下调的基因数量增加,并在几个抑制性转录因子(TF)的启动子上增加了染色质可及性,这表明BRD9在HSC分化过程中维持活性转录的功能。特别是,造血主调节因子GATA1被确定为BRD9丢失在HSPCs中调节的基因网络的一个核心TF。BRD9抑制降低了GATA1荧光素酶报告基因的信号,这进一步表明BRD9在调节GATA1活性方面的作用[6]。
综上所述,BRD9在多种生物学过程中发挥重要作用,包括细胞命运决定、肿瘤发生、免疫应答和病毒感染。BRD9的异常表达与多种癌症的发生和进展相关,因此,BRD9可能成为癌症治疗的新靶点。未来的研究需要进一步阐明BRD9的生物学功能和作用机制,以开发基于BRD9的新的癌症治疗方法。
参考文献:
1. Kurata, Keiji, Samur, Mehmet K, Liow, Priscilla, Hideshima, Teru, Anderson, Kenneth C. . BRD9 Degradation Disrupts Ribosome Biogenesis in Multiple Myeloma. In Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research, 29, 1807-1821. doi:10.1158/1078-0432.CCR-22-3668. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36780189/
2. Xiao, Muran, Kondo, Shinji, Nomura, Masaki, Abdel-Wahab, Omar, Inoue, Daichi. 2023. BRD9 determines the cell fate of hematopoietic stem cells by regulating chromatin state. In Nature communications, 14, 8372. doi:10.1038/s41467-023-44081-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38102116/
3. Feng, Yuliang, Cai, Liuyang, Pook, Martin, Jiang, Lei, Pauklin, Siim. 2023. BRD9-SMAD2/3 Orchestrates Stemness and Tumorigenesis in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma. In Gastroenterology, 166, 139-154. doi:10.1053/j.gastro.2023.09.021. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37739089/
4. Börold, Jacob, Eletto, Davide, Busnadiego, Idoia, Schwemmle, Martin, Hale, Benjamin G. 2021. BRD9 is a druggable component of interferon-stimulated gene expression and antiviral activity. In EMBO reports, 22, e52823. doi:10.15252/embr.202152823. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34397140/
5. Zhang, ChuanJie, Chen, Lu, Lou, WeiJuan, Xu, DanFeng, Li, QingQuan. 2021. Aberrant activation of m6A demethylase FTO renders HIF2αlow/- clear cell renal cell carcinoma sensitive to BRD9 inhibitors. In Science translational medicine, 13, eabf6045. doi:10.1126/scitranslmed.abf6045. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34586831/
6. Garg, Swati, Ni, Wei, Chowdhury, Basudev, Sattler, Martin, Griffin, James D. 2024. BRD9 regulates normal human hematopoietic stem cell function and lineage differentiation. In Cell death and differentiation, 31, 868-880. doi:10.1038/s41418-024-01306-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38816579/