编者按

前列腺癌是全球范围内最常见且致死率较高的恶性肿瘤之一，其发病率呈现持续上升趋势，尤其是SPOP突变型前列腺癌，其治疗选择有限，且易产生耐药性。近年来，铁死亡诱导剂在前列腺癌中已显示出治疗潜力，但肿瘤的异质性阻碍了其疗效。理解癌细胞对铁死亡的抵抗机制，是克服耐药性的关键。

近期，上海交通大学附属瑞金医院泌尿外科研究团队、中国科学技术大学张传杰教授课题组联合在Cancer Research（IF＝12.5）上发表最新研究，首次揭示了JMJD6蛋白在SPOP突变型前列腺癌中，通过重塑表观遗传机制，激活谷胱甘肽代谢通路，从而赋予癌细胞对铁死亡的强大抵抗性的新机制，并通过斑马鱼PDX、类器官等实验证实了JMJD6抑制剂与铁死亡诱导剂联合使用是一种有效的治疗策略，为前列腺癌的治疗提供了新的靶点。

本研究中，环特生物提供的斑马鱼PDX、类器官实验服务支持，多维度验证了靶向JMJD6的小分子抑制剂SKLB325能够与铁死亡诱导剂协同作用，有效抑制SPOP突变前列腺癌的生长，为SPOP突变型前列腺癌的精准治疗提供了新的理论基础和实验依据。（开学季福利丨环特科研预存福利大礼包全新升级，速来解锁！）

01、研究亮点

首次发现JMJD6是锌指结构蛋白（SPOP）的底物，证实了SPOP负责降解JMJD6，而PCa中常见的SPOP突变会导致JMJD6蛋白异常积累；

通过基因编辑技术、免疫共沉淀（Co-IP）等，揭示了SPOP–JMJD6–ATF4–谷胱甘肽轴在前列腺癌（PCa） 铁死亡抵抗中的核心作用，JMJD6在SPOP突变型前列腺癌中通过表观遗传机制调控谷胱甘肽代谢，从而赋予铁死亡抵抗性；

利用斑马鱼PDX模型、患者来源的类器官、细胞系、小鼠异种移植模型等多种模型，多维度验证了JMJD6抑制剂SKLB325与铁死亡诱导剂（erastin）的协同抗瘤效果，提出了靶向JMJD6的表观遗传治疗策略。

图形摘要

02、主要研究成果

1. 高表达JMJD6蛋白水平，而非mRNA水平，与PCa患者的不良预后相关

研究人员通过临床样本分析发现，14对PCa患者的肿瘤组织及其配对正常组织中，12/14 (86%)肿瘤组织的JMJD6蛋白水平显著高于正常组织。免疫组织化学(IHC)结果显示，450例PCa样本的组织微阵列(TMA)中，肿瘤组织中的JMJD6表达显著高于正常组织。JMJD6免疫染色强度随Gleason评分、TNM分期、病理分期升高而增加。因此，JMJD6蛋白水平升高与PCa患者的不良预后相关。

图1

2. 与前列腺癌相关的SPOP突变体会导致JMJD6蛋白积累

研究人员通过免疫共沉淀和相关突变实验，证实了SPOP与JMJD6的相互作用，JMJD6通过特定的SBC基序（GDTTS）与SPOP结合。随后，研究人员又利用基因编辑技术和蛋白酶体抑制剂，发现SPOP是E3泛素连接酶适配蛋白，其突变在PCa中常见（约15%），首次证明了SPOP负责降解JMJD6，而PCa中常见的SPOP突变，如Y87N、F125V或F133L等，会破坏其与JMJD6的结合，导致JMJD6蛋白的降解和泛素化过程受损，使JMJD6蛋白在细胞内异常积累，且共表达SPOP突变体还会抑制野生型SPOP介导的JMJD6泛素化和降解。

此外，通过体内泛素化实验等方法，进一步证实了SPOP 对 JMJD6 的调控作用，发现JMJD6在SBC基序上的肿瘤相关突变可使其逃避SPOP介导的泛素化。总之，研究表明PCa相关的SPOP突变及JMJD6在SBC基序上的肿瘤相关突变，均会导致JMJD6蛋白异常积累。

图2

3. 不依赖于雄激素受体（AR），JMJD6 蛋白水平升高与肿瘤侵袭性相关，且对SPOP突变型前列腺癌（PCa）是必需的

接着，研究人员构建了2个JMJD6基因敲低（JMJD6-KD）PCa细胞亚系，发现JMJD6-KD显著抑制了PCa细胞的增殖速率；利用小鼠异种移植实验，发现JMJD6-KD单独处理可抑制肿瘤生长，进一步削弱SPOP-KD诱导的PCa体内侵袭性；（SPOP-F133V）C4-2细胞构建的原位PCa模型实验结果显示，JMJD6-KD可显著降低肿瘤生长，生物发光成像(BLI)也证实了这一结果；胫骨内注射实验显示，JMJD6-KD极大地减少了肿瘤细胞在骨骼的定植，BLI信号及相关染色结果也证实了这一点。利用（SPOP-Y87N）C4-2细胞构建的原位或骨侵蚀PCa模型，也得到了相似结果。

研究人员还构建了前列腺特异性双等位基因敲除小鼠模型，发现双等位基因敲除SPOP导致前列腺上皮内瘤变（PIN）发生率增加，且前列腺质量、Ki67阳性率和JMJD6染色水平均显著上升。在小鼠前列腺癌类器官模型中观察到，敲除Spop促进了类器官生长，而JMJD6-KD则显著削弱了Spop缺陷型前列腺类器官的克隆潜能，通过类器官大小、Caspase-3染色水平和Ki67阳性细胞的量化分析得到证实。而在人前列腺癌类器官模型中也观察到，JMJD6-KD显著抑制了SPOP突变的PCa类器官的增殖，JMJD6-KD对由c-Myc过表达（OE）或AR过表达驱动的肿瘤发生能力没有显著影响。总之，这些数据凸显了JMJD6的重要功能，且JMJD6的酶活性对其驱动PCa的作用至关重要。

图3

4. JMJD6与ATF4协同激活GSH合成通路，且JMJD6招募Mediator复合物组装新增强子

接着，研究人员通过RNA-seq分析及基因集富集分析（GSEA）发现，敲低JMJD6后，差异表达基因主要与TNF信号通路、JAK-STAT信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用及谷胱甘肽代谢相关。升高的JMJD6与转录因子ATF4协同作用，通过形成增强子-启动子环，来刺激谷胱甘肽(GSH)生物合成通路。因此，GSH是细胞抵抗氧化应激和铁死亡的关键分子。

随后，研究人员通过染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）技术，确定了JMJD6结合的增强子位点特征，发现在SPOP突变的PCa细胞中，JMJD6和ATF4与核心中介体复合物成分（Med1、Med14）相关。免疫共沉淀（Co-IP）实验结果显示，JMJD6与核心中介体复合物成分相关，且JMJD6缺失会破坏ATF4与Med1/14关联。JMJD6和ATF4通过与Med1/14相互作用，部分增强子区域JMJD6信号增加，形成新的超级增强子（SEs），且多数SEs也被ATF4结合。这些增强子有效地激活与GSH代谢相关的关键基因，如SLC7A11、GCLM、ME1等的转录，通过直接调控这些基因的表达，可以促进GSH合成。

图4

图5

5. JMJD6增强ATF4驱动的胱氨酸摄取，并抑制SPOP突变PCa中的铁死亡

SLC7A11是谷胱甘肽生物合成及摄取细胞外胱氨酸的重要物质。JMJD6或ATF4的缺失会抑制胱氨酸的摄取，降低GSH的水平，并提高erastin诱导的细胞死亡。与缺陷型JMJD6(H187A)相比，重新表达野生型JMJD6或SLC7A11能完全恢复这些指标。敲低JMJD6显著增强了erastin诱导的细胞死亡，而这种死亡可以通过铁死亡抑制剂(ferrostatin或DFO)完全挽救，但通过caspase抑制剂或坏死性凋亡抑制剂则无法实现。同样地，异位表达野生型SPOP也复制了JMJD6敲除细胞的表型，而JMJD6的异位表达则逆转了这些效应。

研究还发现，SPOP突变型PCa细胞对erastin等铁死亡诱导剂具有抵抗性，JMJD6缺失或抑制可恢复其对铁死亡的敏感性。相对于野生型 SPOP，所有SPOP突变体都无法促进erastin或胱氨酸耗竭诱导的铁死亡，而异位过表达SPOP突变体使C4-2细胞对铁死亡产生抗性。在缺失JMJD6时，ATF4单独无法有效激活谷胱甘肽代谢相关信号，这有力地证明了SPOP/JMJD6轴在调控PCa铁死亡中的作用。研究人员还发现，SPOP突变体的PCa细胞对SKLB325更敏感，而良性或非肿瘤性前列腺细胞受影响较小。SKLB325可抑制PCa细胞生长并诱导铁死亡介导的细胞死亡，但在JMJD6基因敲除的细胞中，SKLB325几乎没有诱导作用。

图6

随后，研究人员采用药理学BLISS法，证实了Erastin与JMJD6抑制剂SKLB325的联合（Combo）抗癌作用。SKLB325 和erastin在多种PCa细胞系中具有协同作用。SKLB325联合erastin可显著上调SPOP突变前列腺癌细胞对铁死亡的敏感性，并抑制细胞生长。

图7

6. SKLB325和铁死亡诱导剂协同作用，抑制前列腺癌临床前模型中的肿瘤生长

随后，研究人员利用裸鼠皮下成瘤、原位前列腺癌、人源类器官、人源PDX及斑马鱼PDX等多种体内模型，充分证实了SKLB325与erast联用，可协同诱导铁死亡，有效遏制SPOP突变前列腺癌的增殖、转移及铁死亡抵抗。

裸鼠皮下成瘤实验结果显示，SKLB325对高表达JMJD6的肿瘤生长抑制效果显著，而对JMJD6缺失的PDX3肿瘤则几乎没有作用，表明JMJD6的表达状态是SKLB325对SPOP突变PCa治疗效果的关键因素；原位前列腺肿瘤模型中，生物发光成像（BLI）及肿瘤重量、体积量化结果显示，联合治疗组肿瘤增殖明显减少，而单独使用SKLB325对肿瘤的影响较为温和，表明SKLB325与erastin联合使用在抑制原位前列腺肿瘤生长方面效果更优。而且，联合治疗组的许多肿瘤细胞含有肿胀的线粒体，且膜密度增加，这是铁死亡的典型形态特征，进一步证实了联合治疗能够诱导肿瘤细胞发生铁死亡。

斑马鱼PDX模型实验结果显示，联合治疗策略能够抑制肿瘤细胞的恶性程度和远端转移灶的数量，表明联合治疗在斑马鱼模型中同样能有效抑制肿瘤生长和转移。通过构建前列腺癌类器官模型，对单个患者来源的类器官进行单药或联合治疗测试，结果显示，SPOP突变的类器官对不同处理有不同反应，用erastin处理的类器官持续生长，而联合治疗组的类器官大小和Ki67阳性染色水平逐渐下降，再次证明联合治疗对SPOP突变的PCa类器官具有显著的抑制作用。

图8

本研究中，环特生物提供了斑马鱼PDX、类器官等实验服务支持，多维度验证了靶向JMJD6的小分子抑制剂SKLB325能够与铁死亡诱导剂协同作用，有效抑制SPOP突变前列腺癌的生长。为了更好地助力科学研究，环特生物依托国际领先的斑马鱼、类器官、哺乳动物、人体临床等多维生物技术服务平台，现推出“开学季-科研预存大礼包”活动，致力于成为您科研路上最值得信赖的伙伴！欢迎新老客户咨询！

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03、编者点评

      本研究深入揭示了JMJD6在SPOP突变型前列腺癌中的作用机制，发现了SPOP–JMJD6–ATF4–谷胱甘肽轴在PCa铁死亡抵抗中的核心作用，并提出了靶向JMJD6的表观遗传治疗策略，为SPOP突变型前列腺癌的精准治疗提供了新的理论基础和实验依据。通过靶向JMJD6，有望打破癌细胞对铁死亡的抵抗力，也为开发针对PCa的新疗法提供了理论基础。

作为健康美丽产业CRO服务开拓者与引领者、斑马鱼生物技术的全球领导者，环特生物搭建了“斑马鱼、基因编辑、类器官、哺乳动物、人体”等多维生物技术服务体系，开展健康美丽CRO服务、科研服务、智慧实验室搭建三大业务。目前，环特已建立200多种斑马鱼模型，脑类器官、胃癌、心脏类器官及各种肿瘤类器官培养平台，欢迎有需要的读者垂询！

参考文献：

Chuaniie Zhang，Jiawei Ding, et al. JMJD6 Rewires ATF4-Dependent Glutathione Metabolism to Confer Ferroptosis Resistance in SPOP-Mutated Prostate Cancer. Cancer Research. 2025. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-23-2796