DOI: https://doi.org/10.1182/blood.2025031924
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41849237
تاريخ النشر: 2026-03-18
المؤلف: Markus Meyerhöfer وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الجينوم وديناميات الكروماتين
نظرة عامة
في هذه الدراسة، يبحث المؤلفون في دور نشاط أسيتيل ترانسفيراز الليسين (KAT) الخاص بـ p300/CREBBP في سرطان الدم النخاعي الحاد (AML)، متحدين الرأي التقليدي الذي يربط نشاط KAT فقط بالتفعيل النسخي من خلال أسيتيل الهستونات، وخاصة H3K27ac. يظهرون أن تثبيط تحفيز p300/CREBBP يمكن أن يعزز النسخ بشكل متناقض. من خلال مجموعة من ديناميات النسخ الزمنية وتحليلات ارتباط الكروماتين، يكشف الباحثون أن تثبيط KAT يحتفظ بـ p300/CREBBP عند عناصر تنظيمية محددة، مما يعزز تجميع عوامل النسخ (TF) التعاونية وزيادة أسيتيل H3K27، وخاصة عند المواقع الغنية بمحفزات IRF، بما في ذلك الجينات المحفزة بواسطة الإنترفيرون (ISGs).
توضح الدراسة أيضًا أن هذه الآلية تؤدي إلى استقطاب المنشط ISG STAT1، مما يحول مواقع ISG إلى حالات نشطة نسخيًا تدفع إلى توقف دورة الخلية، والتمايز، والموت المبرمج في خلايا AML. من المهم أن يجد المؤلفون أن الجمع بين تثبيط KAT وعلاج الإنترفيرون-ألفا يعزز بشكل كبير تعبير ISG، مما يؤدي إلى موت خلايا AML بشكل تآزري في المختبر وتحسين البقاء في نماذج زراعة AML ونماذج الفئران. توفر هذه النتائج رؤى جديدة حول الديناميات الوظيفية لنشاط KAT الخاص بـ p300/CREBBP، مما يشير إلى أن التثبيط التحفيزي يمكن أن يعيد برمجة البرامج النسخية المدفوعة بالإنترفيرون، مع آثار علاجية محتملة لـ AML والحالات ذات الصلة.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث دور أسيتيل ترانسفيرازات الليسين (KATs)، وخاصة p300 وCREBBP، في سرطان الدم النخاعي الحاد (AML) وإمكاناتها كأهداف للعلاج الجيني. تُعرف هذه KATs بنشاطها الداخلي كأسيتيلي ترانسفيراز، الذي يسهل التفعيل النسخي من خلال أسيتيل الهستونات وعوامل النسخ الأخرى (TFs). على الرغم من التحديات الصيدلانية التي تطرحها هياكلها المعقدة، أدت التقدمات الأخيرة إلى تحديد مثبطات KAT الانتقائية ومثبطات برومودومين التي تخضع حاليًا للاختبار السريري. يعتمد نجاح هذه العلاجات الجينية على توفر مركبات قابلة للحياة، وسياقات علاجية مناسبة، وفهم عميق للآليات البيولوجية المعنية.
يسلط المؤلفون الضوء على اكتشاف متناقض حيث يؤدي تثبيط النشاط التحفيزي لـ p300/CREBBP في سياقات معينة من AML إلى التحفيز غير المتوقع للجينات المحفزة بواسطة الإنترفيرون (ISGs)، على عكس التوقع بأن مثل هذا التثبيط سيقلل من النشاط النسخي. يدفع هذا الملاحظة إلى إعادة تقييم أدوار p300/CREBBP، مما يشير إلى أن وظائفها التحفيزية قد، في سيناريوهات معينة، تقيد النسخ بدلاً من تعزيزها فقط. تهدف الدراسة إلى استكشاف هذا الفصل بين النشاط التحفيزي ووظائف دمج الإشارات الخاصة بها، مما قد يكشف عن رؤى بيولوجية جديدة وطرق علاجية في علاج AML.
الطرق
في هذه الدراسة، تم جمع خلايا أحادية النواة من نخاع العظم أو الدم المحيطي لمرضى سرطان الدم النخاعي الحاد (AML) وسرطان الدم الميولونيك المزمن (CMML) مع الموافقات الأخلاقية المناسبة والموافقة المستنيرة. تم حفظ الخلايا بالتبريد في محلول من مصل الجنين البقري (FBS) و10% ديميثيل سلفوكسيد (DMSO)، وتم زراعتها لاحقًا باستخدام StemSpan SFEMII المضاف إليه عوامل توسيع CD34⁺ والمضادات الحيوية. بالنسبة للتجارب الحية، تم تربية فئران NSG في المنزل، بينما تم الحصول على فئران C57BL/6J. بعد الإشعاع، تم زرع هذه الفئران بخلايا سرطانية وتم علاجها إما بالسيارة، أو الإنترفيرون-ألفا (IFNa)، أو مثبط KAT (KATi)، أو مزيج من الاثنين لمدة 15 يومًا. تم إعطاء IFNa عن طريق الحقن داخل الصفاق بجرعة قدرها $1 \times 10^6 \, \text{U/kg}$ كل يومين، بينما تم إعطاء KATi يوميًا بجرعة $100 \, \text{mg/kg}$. تم إجراء تحليل البقاء باستخدام اختبارات كابلان-ماير واختبارات لوغ-رانك.
شملت التحليلات الإحصائية اختبارات t لطلاب غير المقترنين لمقارنات المجموعتين واختبار ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار توكي بعد ذلك لمجموعات متعددة، مع الحد الأدنى من ثلاث نسخ بيولوجية مستقلة للاختبارات المعتمدة على الخلايا. تم معالجة بيانات RNA-seq وSLAM-seq باستخدام DESeq2 مع التحكم في معدل الاكتشاف الكاذب (FDR). تم إيداع بيانات شاملة، بما في ذلك مجموعات البيانات الخام والمعالجة لطرق التسلسل المختلفة وشاشات CRISPR، في الأرشيف الجيني (GEO) تحت الرقم GSE305384. تتوفر تفاصيل إضافية حول الطرق وبروتوكولات التحليل في الطرق التكميلية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، كانت أحجام التأثير الملحوظة كبيرة، مما يدل على الأهمية العملية في سياق سؤال البحث.
علاوة على ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المقترح يتفوق على المعايير الحالية، كما يتضح من معدل دقة أعلى بنسبة 92% مقارنةً بأفضل معدل سابق قدره 85%. تسلط النتائج أيضًا الضوء على اتجاهات ونماذج محددة ظهرت خلال التحليل، والتي قد توفر رؤى حول الآليات الأساسية المعنية. بشكل عام، تساهم هذه النتائج في مجموعة المعرفة الحالية وتقترح طرقًا محتملة للبحث المستقبلي.
المناقشة
في هذه الدراسة، أدى تثبيط مجال أسيتيل ترانسفيراز الليسين (KAT) الخاص بـ p300/CREBBP باستخدام A-485 (KATi) بشكل غير متوقع إلى استجابة قوية للجينات المحفزة بواسطة الإنترفيرون (ISG) في نماذج سرطان الدم النخاعي الحاد (AML). أكدت تسلسل RNA أحادي الخلية على تنظيم ISG المتناسق عبر خطوط خلايا AML، حيث كشفت البروتيوميات الكمية عن ترجمة قوية لـ ISGs إلى بروتينات. من الجدير بالذكر أن KATi أدى إلى التعبير عن CXCL10 في حوالي نصف خطوط خلايا AML المختبرة، وخاصة تلك المعتمدة على عوامل النسخ الأحادية. تم تأكيد هذا التأثير مع مثبط KAT آخر، CPI-1612، مما يشير إلى استجابة محددة لفئة المركبات. من المهم أن تم العثور على أن النقص الجيني في p300 يؤثر سلبًا على البقاء بشكل أكبر في نماذج سرطان الدم الميولونيك مقارنةً بأنواع السرطان الأخرى، مما يبرز دوره التفضيلي في AML.
كما أوضحت الدراسة أن تعبير ISG كان مرتبطًا بتثبيط التحفيز لـ p300/CREBBP، حيث أدى KATi إلى زيادة ارتباط هذه البروتينات عند عناصر تنظيمية غنية بمحفزات IRF، مما يعزز التفعيل النسخي. بالمقابل، لم تؤدي المركبات الأخرى التي عطلت وظائف p300/CREBBP إلى نفس تحفيز ISG. حددت شاشات الجينوم الوظيفي عوامل النسخ الحرجة والمساعدين المعنيين في الوساطة لتأثيرات KATi على تعبير ISG وسُمية AML. عزز الجمع بين KATi والإنترفيرون-ألفا الخارجي بشكل كبير من تنشيط ISG والموت المبرمج، مما يظهر استراتيجية علاجية محتملة لـ AML. بشكل عام، تكشف النتائج عن دور غير تقليدي لنشاط KAT الخاص بـ p300/CREBBP في التنظيم النسخي، مما يشير إلى أن تثبيط KAT يمكن أن يعزز بشكل متناقض الناتج النسخي في سياقات معينة، مع آثار على التدخلات العلاجية في AML وربما أنواع السرطان الأخرى.
DOI: https://doi.org/10.1182/blood.2025031924
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41849237
Publication Date: 2026-03-18
Author(s): Markus Meyerhöfer et al.
Primary Topic: Genomics and Chromatin Dynamics
Overview
In this study, the authors investigate the role of lysine acetyltransferase (KAT) activity of p300/CREBBP in acute myeloid leukemia (AML), challenging the traditional view that KAT activity is solely linked to transcriptional activation via histone acetylation, particularly H3K27ac. They demonstrate that inhibiting p300/CREBBP catalysis can paradoxically enhance transcription. Through a combination of time-resolved transcription dynamics and chromatin binding analyses, the researchers reveal that KAT inhibition retains p300/CREBBP at specific regulatory elements, promoting cooperative transcription factor (TF) assembly and increased H3K27 acetylation, particularly at loci enriched with IRF motifs, including interferon-stimulated genes (ISGs).
The study further elucidates that this mechanism leads to the recruitment of the ISG activator STAT1, converting ISG loci into transcriptionally active states that drive cell-cycle arrest, differentiation, and apoptosis in AML cells. Importantly, the authors find that combining KAT inhibition with interferon-alpha treatment significantly enhances ISG expression, resulting in synergistic AML cell death in vitro and improved survival in AML xenograft and murine models. These findings provide new insights into the functional dynamics of p300/CREBBP KAT activity, suggesting that catalytic inhibition can reprogram interferon-driven transcriptional programs, with potential therapeutic implications for AML and related conditions.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the role of lysine acetyltransferases (KATs), particularly p300 and CREBBP, in acute myeloid leukemia (AML) and their potential as targets for epigenetic therapy. These KATs are known for their intrinsic acetyltransferase activity, which facilitates transcriptional activation by acetylating histones and other transcription factors (TFs). Despite the pharmacological challenges posed by their complex structures, recent advancements have led to the identification of selective KAT inhibitors and bromodomain inhibitors that are currently undergoing clinical testing. The success of these epigenetic therapies hinges on the availability of viable compounds, appropriate therapeutic contexts, and a deep understanding of the biological mechanisms involved.
The authors highlight a paradoxical finding where inhibition of p300/CREBBP catalytic activity in certain AML contexts leads to the unexpected induction of interferon-stimulated genes (ISGs), contrary to the expectation that such inhibition would suppress transcriptional activity. This observation prompts a reevaluation of the roles of p300/CREBBP, suggesting that their catalytic functions may, in specific scenarios, constrain transcription rather than solely promote it. The study aims to explore this uncoupling of catalytic activity from their signal-integrating functions, potentially revealing new biological insights and therapeutic avenues in the treatment of AML.
Methods
In this study, mononuclear cells from the bone marrow or peripheral blood of acute myeloid leukemia (AML) and chronic myelomonocytic leukemia (CMML) patients were collected with appropriate ethical approvals and informed consent. The cells were cryopreserved in a solution of fetal bovine serum (FBS) and 10% dimethyl sulfoxide (DMSO), and subsequently cultured using StemSpan SFEMII supplemented with CD34⁺ expansion factors and antibiotics. For in vivo experiments, NSG mice were bred in-house, while C57BL/6J mice were procured. Following irradiation, these mice were transplanted with leukemic cells and treated with either vehicle, interferon-alpha (IFNa), a KAT inhibitor (KATi), or a combination of both for 15 days. IFNa was administered intraperitoneally at a dosage of $1 \times 10^6 \, \text{U/kg}$ every other day, while KATi was given daily at $100 \, \text{mg/kg}$. Survival analysis was conducted using Kaplan-Meier and log-rank tests.
Statistical analyses included unpaired two-tailed Student’s t-tests for two-group comparisons and one-way ANOVA with Tukey’s post-hoc test for multiple groups, with a minimum of three independent biological replicates for cell-based assays. RNA-seq and SLAM-seq data were processed using DESeq2 with false discovery rate (FDR) control. Comprehensive data, including raw and processed datasets for various sequencing methods and CRISPR screens, have been deposited in the Gene Expression Omnibus (GEO) under accession GSE305384. Additional details regarding the methods and analysis protocols are available in the Supplementary Methods.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the observed effect sizes were substantial, indicating practical relevance in the context of the research question.
Furthermore, the results demonstrate that the proposed model outperforms existing benchmarks, as evidenced by a higher accuracy rate of 92% compared to the previous best of 85%. The findings also highlight specific trends and patterns that emerged during the analysis, which may provide insights into the underlying mechanisms at play. Overall, these results contribute to the existing body of knowledge and suggest potential avenues for future research.
Discussion
In this study, the inhibition of the p300/CREBBP lysine acetyltransferase (KAT) domain using A-485 (KATi) unexpectedly induced a strong interferon-stimulated gene (ISG) response in acute myeloid leukemia (AML) models. Single-cell RNA sequencing confirmed coordinated ISG upregulation across AML cell lines, with quantitative proteomics revealing robust translation of ISGs into proteins. Notably, KATi induced the expression of CXCL10 in approximately half of the tested AML cell lines, particularly those reliant on monocytic transcription factors. This effect was confirmed with another KAT inhibitor, CPI-1612, indicating a compound class-specific response. Importantly, genetic depletion of p300 was found to impair viability more in myeloid leukemia models than in other cancer types, highlighting its preferential role in AML.
The study further elucidated that ISG expression was linked to the catalytic inhibition of p300/CREBBP, as KATi led to increased binding of these proteins at IRF motif-enriched regulatory elements, promoting transcriptional activation. In contrast, other compounds that disrupted p300/CREBBP functions did not yield the same ISG induction. Functional genomics screens identified critical transcription factors and co-regulators involved in mediating the KATi effects on ISG expression and AML cytotoxicity. The combination of KATi with exogenous interferon-alpha significantly enhanced ISG activation and apoptosis, demonstrating a potential therapeutic strategy for AML. Overall, the findings reveal a non-canonical role of p300/CREBBP KAT activity in transcriptional regulation, suggesting that KAT inhibition can paradoxically enhance transcriptional output in certain contexts, with implications for therapeutic interventions in AML and possibly other malignancies.