研究背景

液-液相分离（LLPS）有助于细胞内无膜细胞器的形成，对各种生物过程和疾病状态都有影响。富AT交互结构域含蛋白1A（ARID1A）是一种染色质重塑因子，经常与癌症突变相关，但其功能机制在很大程度上仍然未知。在这里，我们发现 ARID1A 含有一个朊病毒样结构域（PrLD），它通过 PrLD 介导的 LLPS 促进液体凝聚体的形成。在尤文氏肉瘤患者标本中，由ARID1A LLPS形成的核凝聚物明显升高。破坏ARID1A LLPS会导致尤文氏肉瘤细胞的增殖和侵袭能力减弱。通过全基因组染色质结构和转录谱分析，我们发现 ARID1A 凝聚物定位到 EWS/FLI1 靶增强子，并通过在致癌靶基因上形成功能性染色质重塑枢纽，诱导长程染色质结构变化。总之，我们的研究结果表明，ARID1A通过PrLD介导的LLPS促进致癌潜能，为治疗尤文氏肉瘤提供了一种潜在的治疗方法。

研究目的

本研究旨在探索ARID1A的朊样结构域（Prion-like Domain, PrLD）如何介导LLPS，并揭示其在尤文氏肉瘤致癌过程中的具体作用。

核心发现

1. ARID1A的LLPS特性

ARID1A含有两个朊样结构域（PrLD1和PrLD2），其通过芳香族残基的多价相互作用介导LLPS，形成液滴状的核内凝聚体。

LLPS缺陷型突变（如ΔDD和PrLD(Y/S)突变）会完全破坏ARID1A的凝聚能力。

2. ARID1A在尤文氏肉瘤中的作用

尤文氏肉瘤患者样本中，ARID1A的核内凝聚体显著增多，且其蛋白水平较正常组织显著升高。

敲除ARID1A的尤文氏肉瘤细胞表现出增殖、迁移和侵袭能力的显著降低。将LLPS功能恢复后，细胞的致癌潜能得以部分恢复。

3. ARID1A与EWS/FLI1的相互作用

ARID1A通过PrLD与尤文氏肉瘤的驱动基因融合蛋白EWS/FLI1形成共凝聚体，并协同调控其靶基因表达。

LLPS促进了染色质结构的开放，增强了EWS/FLI1在增强子位点的结合，从而激活癌基因的表达。

4. 染色质重塑与长距离相互作用

ARID1A的LLPS驱动染色质重塑，形成活性转录中心，促进EWS/FLI1靶基因的长距离相互作用及基因激活。

Hi-C分析显示，LLPS缺陷导致尤文氏肉瘤细胞中染色质长距离相互作用的显著减少。

研究意义

机制阐明：本研究揭示了ARID1A通过LLPS促进尤文氏肉瘤致癌潜能的分子机制，为ARID1A作为潜在治疗靶点提供了依据。

临床潜力：ARID1A的LLPS功能可能成为药物干预的靶点，例如开发针对其朊样结构域的抑制剂。

研究展望

未来研究可进一步探讨：

1.      ARID1A LLPS在其他癌症中的作用。

2.      针对ARID1A PrLD的药物开发及其与现有治疗手段的协同效应。

3.      LLPS相关基因突变如何影响癌症的发生与发展。

设备应用

该实验中，实验人员使用 JuLI Stage 活细胞实时成像分析系统拍摄了 48 小时内的细胞划痕（伤口愈合）实验，并使用附带的 JuLI STAT 分析软件进行细胞迁移距离量化分析。

另一方面，实验人员还通过 JuLI Stage 活细胞实时成像分析系统拍摄了≥96 小时的球体细胞生长情况，以及≥48 小时的球体细胞形成和球体侵袭实验，使用附带的Spheroid STAT 自动球体分析软件进行定量分析。