IF31.7｜p300/CBP降解清除H2B乙酰化，抑制前列腺癌增强子成瘾

双靶点PROTAC降解p300/CBP，彻底清除H2BNTac，比溴结构域抑制剂更强效抑制前列腺癌。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

前列腺癌，尤其是去势抵抗性前列腺癌（CRPC），高度依赖异常的增强子景观。雄激素受体（AR）等致癌转录因子与表观遗传共调节因子在癌症特异性增强子复合物（neo-enhanceosomes）中协同作用，驱动癌基因表达。组蛋白乙酰转移酶p300和CBP是关键的共激活因子，通过乙酰化组蛋白和转录因子来激活增强子。已有研究显示，降解SWI/SNF复合物亚基SMARCA2/4可抑制CRPC生长，但针对p300/CBP的现有抑制剂（溴结构域抑制剂或HAT抑制剂）仅部分抑制其功能，疗效有限。近期发现组蛋白H2B N端乙酰化（H2BNTac）标记活性增强子，且由p300/CBP催化，但其在前列腺癌中的具体作用尚不清楚。

科学问题

卡在哪里： 尽管p300/CBP是前列腺癌的关键驱动因子，但现有抑制剂（如溴结构域抑制剂CCS1477）不能完全阻断其功能，特别是对H2BNTac的催化活性。H2BNTac在前列腺癌中的丰度、功能及与p300/CBP的依赖关系尚未系统阐明。此外，缺乏同时降解p300和CBP的高效、选择性且口服生物可利用的PROTAC工具，以评估完全消除p300/CBP功能对前列腺癌的治疗潜力。

本文要回答： 本研究旨在揭示H2BNTac在前列腺癌中的表达特征及其与p300/CBP的关系，并开发一种高效、选择性的p300/CBP双靶点PROTAC降解剂，评估其对前列腺癌的治疗效果和安全性。

技术路线

作者主要用了：多重免疫荧光、ChIP-seq、ATAC-seq、RNA-seq、蛋白质组、CRISPR、PRISM筛选。

作者首先通过多重免疫荧光和蛋白质组分析，发现H2BNTac在前列腺癌组织中显著升高，且与p300/CBP表达相关。随后利用ChIP-seq和ATAC-seq在VCaP细胞中绘制p300与AR/ERG的共结合图谱，揭示p300标记超活性增强子。为完全消除p300/CBP功能，作者开发了基于GNE-049的PROTAC降解剂CBPD-409，并通过蛋白质组和ChIP-seq验证其选择性降解p300/CBP并清除H2BNTac和H3K27ac。最后，通过体外增殖实验、PRISM大规模细胞系筛选和多种体内模型（包括CRPC PDX模型）评估CBPD-409的疗效、选择性和安全性，并与溴结构域抑制剂、HAT抑制剂及其他PROTAC进行比较。

图 1　Fig. 1。图1展示患者匹配的良性组织和肿瘤组织的多重免疫荧光图像，显示H2BK5ac和H2BK20ac在KRT8阳性的恶性细胞中显著升高。定量分析（n=10）确认肿瘤细胞中H2BK5ac和H2BK20ac的积分光密度（IOD）显著高于良性上皮，而H2BK5ac的差异未达到统计学显著（NS）。这表明H2BNTac（特别是H2BK20ac）是前列腺癌的一个显著标志。

核心亮点

亮点 1｜H2BNTac在前列腺癌中显著升高

多重免疫荧光显示，与患者匹配的良性上皮相比，前列腺癌组织中KRT8阳性恶性细胞的H2BK5ac和H2BK20ac水平显著升高（Fig. 1a,b）。组织芯片分析进一步证实了这一现象。DepMap依赖性分析表明，p300是AR阳性前列腺癌细胞系中最必需的组蛋白乙酰转移酶，而在AR阴性细胞系中并非必需。此外，p300和CBP在前列腺癌组织中的表达也升高，且与H2BNTac信号呈正相关。ChIP-seq分析显示，82.3%的H2BK5ac和76%的H2BK20ac峰与p300峰重叠，而H3K18ac和H3K27ac的重叠比例较低，支持H2BNTac对p300的依赖性。

图 2　Fig. 2。图2展示VCaP细胞中AR/p300共结合位点和AR-only位点的ChIP-seq和ATAC-seq热图。AR/p300共结合位点显示更高的染色质可及性、更强的MED1和BRD4结合，以及更高的H3K27ac和H2BK20ac水平。超级增强子分析显示，AR/p300共结合位点更频繁地形成超级增强子，且其H3K27ac信号显著高于AR-only位点（箱线图，n=100，双侧t检验）。

亮点 2｜p300标记AR/ERG超活性增强子

在VCaP细胞中，p300与超过60%的最强AR和ERG结合位点共定位，而BRD4则不然。AR/p300共结合位点（占AR cistrome的48%）显示出更高的染色质可及性、更强的MED1和BRD4招募，以及更高的H3K27ac和H2BK20ac水平。这些位点更频繁地形成超级增强子，包括TMPRSS2、AR和MYC等致癌基因位点。Hi-ChIP分析显示，AR/p300共享增强子与活性启动子的环化比例更高。此外，AR/ERG共结合位点显示更强的H2BNTac和p300富集，表明p300是定义活性致癌增强子的关键决定因素。

图 3　Fig. 3。图3展示p300/CBP降解对组蛋白乙酰化的影响。免疫印迹显示，在LNCaP细胞中，p300敲除降低H3和H2B乙酰化，而p300和CBP双重靶向导致更显著的丢失。在VCaP细胞中，CBPD-409在1小时内降解p300和CBP，并完全消除H3K27ac和H2BNTac，而GNE-049和CCS1477仅部分降低H3K27ac，对H2BNTac影响甚微。蛋白质组学分析证实CBPD-409选择性降解p300和CBP。

亮点 3｜CBPD-409选择性降解p300/CBP并清除H2BNTac

CBPD-409是一种基于GNE-049的CRBN依赖性PROTAC，在多种细胞系中1小时内即可显著降解p300和CBP蛋白。蛋白质组学分析证实其高度选择性，不影响其他溴结构域蛋白（如BET家族）或已知CRBN新底物（GSPT1、Ikaros）。与溴结构域抑制剂GNE-049和CCS1477不同，CBPD-409完全消除H3K27ac和H2BNTac，而不影响H2BK120ac。ChIP-seq显示，CBPD-409导致H2BK5ac和H2BK20ac在染色质上的完全丢失，而GNE-049仅产生适度影响。此外，CBPD-409在抑制H2BNTac和H3K27ac方面优于HAT抑制剂A485及其他p300/CBP降解剂dCBP-1和JQAD1。

图 4　Fig. 4。图4展示CBPD-409对转录程序的影响。GSEA显示CBPD-409抑制AR、MYC、E2F和G2M检查点通路。免疫印迹显示CBPD-409时间依赖性降低AR、PSA和MYC蛋白水平。RNA-seq热图显示，与GNE-049、CCS1477和A485相比，CBPD-409对AR靶基因的抑制最为显著。

亮点 4｜p300/CBP降解破坏致癌增强子功能

CBPD-409优先消除前列腺癌特异性转录因子结合位点处的H3K27ac峰，并在AR和ERG增强子（尤其是AR/ERG共结合的超活性增强子）上几乎完全清除H3K27ac和H2BNTac。相比之下，GNE-049仅适度抑制这些位点。CBPD-409不影响染色质可及性或AR/FOXA1的染色质结合，但显著抑制BRD4向AR增强子的招募，并增强AR与HDAC3的相互作用，表明p300/CBP降解不仅破坏共激活因子招募，还促进共抑制因子加载。ATAC-seq显示CBPD-409不改变整体染色质可及性，与SMARCA2/4降解剂AU-15330不同。

图 5　Fig. 5。图5展示CBPD-409的细胞毒性和选择性。IncuCyte活细胞分析显示，在LNCaP和22Rv1细胞中，CRISPR敲除p300/CBP或siRNA敲低显著抑制增殖。剂量反应曲线显示CBPD-409在AR阳性前列腺癌细胞系中的IC50低于GNE-049，并表现出钩状效应。在136个细胞系中，AR阳性前列腺癌细胞对CBPD-409最敏感。PRISM筛选显示CBPD-409敏感性与p300依赖性呈最强正相关。

亮点 5｜p300/CBP降解抑制致癌转录程序

RNA-seq和GSEA分析显示，CBPD-409抑制雄激素反应和增殖相关通路。CRISPR敲除p300和CBP在LNCaP细胞中表型复制了PROTAC降解剂的效果，显著抑制AR和MYC靶基因。CBPD-409降低AR、PSA和MYC蛋白水平，并快速抑制MYC和NKX3-1转录本。与溴结构域抑制剂或HAT抑制剂相比，CBPD-409对基因表达的抑制更强，超过45%的下调基因未被溴结构域抑制剂同等抑制。这些独特基因包括NKX3-1、CITED2和CCND1，它们在前列腺癌进展中起关键作用。CBPD-409还显著降低Pol II在AR上调基因启动子上的加载，并抑制增强子RNA的转录。

亮点 6｜CBPD-409选择性抑制肿瘤生长且无毒性

在AR阳性前列腺癌细胞系中，CBPD-409的细胞毒性强于GNE-049，并表现出PROTAC特有的钩状效应。在136个细胞系中，AR阳性前列腺癌细胞对CBPD-409最敏感。PRISM筛选887个细胞系显示，6%的细胞系对CBPD-409高度敏感（AUC<0.3），51%完全耐药（AUC>0.8）。敏感谱系包括AR阳性前列腺癌、神经母细胞瘤、横纹肌样瘤和急性髓系白血病。CBPD-409敏感性与p300依赖性（CRISPR基因必要性评分）呈最强正相关，而非CBP。在CD1小鼠、大鼠和人源化CRBN小鼠中，CBPD-409有效降解p300/CBP且未观察到明显毒性，包括无血小板减少或杯状细胞耗竭。

亮点 7｜CBPD-409与恩杂鲁胺协同抑制CRPC

在VCaP去势抵抗模型中，CBPD-409单药显著抑制肿瘤生长，与恩杂鲁胺联用可使超过60%的动物肿瘤消退。免疫组化和蛋白质印迹证实，联合治疗显著下调p300/CBP、AR、PSA、MYC、Ki67、CCND1、NKX3-1、CITED2、H3K27ac和H2BK20ac。体外实验显示CBPD-409与恩杂鲁胺具有协同作用（Bliss评分23.8）。在恩杂鲁胺耐药的LNCaP细胞系和患者来源异种移植模型（MDA-PCa-146-12和WA-74）中，联合治疗也显著抑制肿瘤生长并延长生存期。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： 多重免疫荧光、ChIP-seq、ATAC-seq、RNA-seq、蛋白质组、CRISPR、PRISM筛选
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 研究前列腺癌表观遗传、增强子生物学或PROTAC药物开发的科研人员。

带走一句

做增强子分析时，别只看H3K27ac；H2BNTac是p300/CBP活性的更直接标志，且与治疗敏感性相关，值得纳入表观基因组分析流程。