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Nature文献分享 |类器官模型验证:靶向NSD2可逆转前列腺癌的可塑性与耐药性

Nature文献分享 |类器官模型验证:靶向NSD2可逆转前列腺癌的可塑性与耐药性 捷方凯瑞Organoid
2025-12-02
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导读:文献分享 |类器官模型验证:靶向NSD2可逆转前列腺癌的可塑性与耐药性


   2025年11月26日,哥伦比亚大学Michael M. ShenNATURE影响因子IF 48.5)发表题为“NSD2 targeting reverses plasticity and drug resistance in prostate cancer” 文章,揭示了NSD2(一种组蛋白甲基转移酶) 在驱动去势抵抗性前列腺癌(CRPC),特别是其侵袭性亚型——神经内分泌前列腺癌(CRPC-NE) 的谱系可塑性和治疗耐药性中的关键作用。研究证明了通过基因敲除或小分子药物抑制NSD2,可以逆转这种可塑性,使耐药、去分化的CRPC-NE细胞重新向腺癌表型分化,并恢复其对雄激素受体(AR)抑制剂(如恩杂鲁胺)的敏感性。这为目前难以治疗的致命性CRPC亚型提供了全新的联合治疗策略。




部分研究结果

  研究目的

  谱系可塑性与治疗抵抗:晚期前列腺癌在AR通路抑制剂(如恩杂鲁胺)治疗压力下,常通过谱系可塑性发生适应性转变,从AR阳性的腺癌(CRPC-AR)转变为AR低表达或阴性的、高度耐药的亚型,尤其是CRPC-NE。这种转变是治疗失败和疾病进展的主要原因谱系可塑性通常由可逆的表观遗传重编程驱动,这为开发逆转耐药性的疗法提供了理论可能。

 NSD2(又称MMSET)是催化组蛋白H3第36位赖氨酸二甲基化(H3K36me2)的关键酶。H3K36me2是一种与转录激活相关的组蛋白修饰,且已知能拮抗抑制性标记H3K27me3(由EZH2/PRC2复合物催化)。NSD2是否在CRPC-NE的谱系可塑性和耐药性中发挥核心作用?靶向NSD2能否逆转这一过程并恢复药物敏感性?


部分结果

1.   建立了模拟人CRPC异质性的小鼠来源类器官模型  


2.  NSD2与H3K36me2在CRPC-NE中特异性上调并与不良预后相关

 在NE类器官细胞中,H3K36me2水平显著升高,而抑制性标记H3K27me3水平降低。NSD2(而非NSD1或NSD3)在CRPC-NE中特异性高表达,且其蛋白水平和酶活性在NE类器官中升高。


 3. 类器官模型验证了NSD2是维持NE表型所必需的

 在NE类器官(NPPO-1NE, NPPO-2)中,通过CRISPR-Cas9敲除Nsd2,导致:NE标记物(如CHGA, SYP)丢失。AR重新表达。组织学上向腺癌样表型逆转。

 CUT&Tag分析显示,敲除Nsd2导致全基因组水平的H3K36me2丢失和H3K27me2增加。NE特异性增强子(由H3K27ac和H3K36me2标记)的染色质可及性降低,这些增强子调控着ASCL1、FOXA2等关键NE分化因子。

 4NSD2缺失恢复了对恩杂鲁胺的敏感性

 Nsd2敲除或表达显性负效突变体H3.3K36M后,原本对恩杂鲁胺高度耐药的NE类器官,生长被显著抑制(IC50降至~3 μM或更低.

5小分子抑制剂(NSD2i)抑制NSD2具有协同治疗潜力

  研究合成了一种新型、高选择性的NSD2小分子抑制剂(NSD2i),其体外抑制NSD2的IC50为3.8 nM,选择性超过其他测试的甲基转移酶(除NSD1外)10000倍。

  NSD2i处理能降低H3K36me2水平,并在单细胞水平上诱导细胞从NE状态(簇2/3)向腺癌样状态(簇1)转变。在多种人类CRPC类器官亚型(CRPC-NE, CRPC-WNT, CRPC-AR)中,NSD2i预处理能显著增强恩杂鲁胺的疗效,并诱导协同的细胞凋亡(Bliss协同分数 > 10)


 本研究主要通过类器官模型验证了,NSD2通过介导H3K36me2依赖的表观遗传重编程,是驱动前列腺癌谱系可塑性、神经内分泌分化和AR抑制剂耐药的关键“开关”。靶向NSD2可以“重置”癌细胞的表观遗传状态,逆转其去分化进程,使其回归对现有标准疗法(AR抑制剂)敏感的路径

  捷方凯瑞可提供前列腺癌类器官构建、前列腺癌类器官培养基和前列腺癌类器官服务,欢迎咨询交流!

[1] Li, J.J., Vasciaveo, A., Karagiannis, D. et al. NSD2 targeting reverses plasticity and drug resistance in prostate cancer. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09727-z
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