三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）由于缺乏ER、PR和HER2靶点，是目前乳腺癌中治疗选择最有限、预后最差的亚型之一。临床上，TNBC患者往往在早期即出现远处转移，转移而非原发肿瘤本身，是造成患者死亡的主要原因。尽管近年来对TNBC的分子分型、免疫治疗和化疗联合策略不断推进，但一旦发生转移，疗效依然极为有限。

从机制研究角度看，TNBC转移并非由单一突变事件驱动，而是一个涉及基因组变异、表观调控、转录重编程和微环境适应的复杂过程。大量研究已关注 TP53、PI3K-AKT 等经典通路，但这些改变并不能完全解释TNBC中“为何某些肿瘤细胞会获得强烈转移能力“。尤其值得注意的是，体细胞拷贝数变异在TNBC中高度常见，却长期被视为背景噪音，其如何具体塑造转移相关转录程序，仍缺乏系统性解释。

在肿瘤转移这一动态过程中，拷贝数变异是否能够通过重塑染色质高级结构，系统性驱动转移基因网络？又是否存在关键“结构调控因子”承担这一角色？

 

 

 

2025年6月10日，清华大学常智杰、重庆金凤实验室李俊和清华大学王银银共同通讯在《Molecular Cancer》在线发表题为“CREPT is required for the metastasis of triple-negative breast cancer through a co-operational-chromatin loop-based gene regulation”的研究论文。研究通过多组学和三维基因组学手段发现，CREPT在转移性TNBC中发生拷贝数扩增并高表达，是推动TNBC转移的关键因子。机制上，CREPT并非简单作为转录因子，而是通过介导一种由“增强子–启动子环”和“启动子–终止子环”协同构成的染色质高级结构，高效驱动转移相关基因的持续转录。破坏这一结构，无论在细胞水平还是多种小鼠模型中，均可显著抑制TNBC转移，提示CREPT及其介导的染色质结构具有潜在治疗价值。

 

 

研究思路与技术路线

 

 

 

 

实验设计

 

 

 

关键研究结果

1、CREPT拷贝数扩增与三阴性乳腺癌转移高度相关

研究首先从临床肿瘤基因组学角度系统筛选TNBC转移驱动因子。通过对TCGA中原发TNBC与淋巴结转移（LNM）TNBC的体细胞拷贝数变异进行比较，研究发现20q11.23是在转移样本中最显著扩增的染色体区域。其中CREPT（RPRD1B）在所有候选基因中表达升高最为显著，其拷贝数扩增与mRNA表达水平高度正相关，并显著预测TNBC患者的不良生存结局。进一步结合单细胞转录组和组织芯片IHC数据，研究明确指出CREPT高表达肿瘤细胞构成TNBC中具有高度转移潜能的亚群，从而在临床与细胞层面确立了CREPT作为转移驱动基因的地位。

 

 

图1. A）基于TCGA数据比较原发TNBC与LNM-TNBC的SCNV图谱，红点代表扩增区域，20q11.23显示最强正向选择信号，提示该区域在转移过程中被选择性扩增；C）GISTIC 分析显示CREPT在LNM-TNBC中的拷贝数显著高于原发肿瘤，直接证明CREPT的基因扩增事件与转移状态密切相关；D–F）单细胞RNA-seq结果显示CREPT高表达细胞集中分布于具有高转移潜能的患者样本中，并伴随明显的染色体拷贝数扩增特征，提示CREPT高表达并非普遍现象，而是转移相关细胞群的特征

 

2、CREPT在体内外模型中直接驱动TNBC转移

在功能层面，研究通过功能验证实验系统验证 CREPT 对 TNBC 转移的决定性作用。CREPT 在高转移能力 TNBC 细胞系中高表达，敲低 CREPT 显著抑制细胞侵袭、迁移和肿瘤球形成能力，而在低转移细胞中过表达 CREPT 则足以诱导强烈的转移表型。此外，在多种小鼠模型中，无论是尾静脉注射还是原位肿瘤模型，CREPT 的缺失几乎完全阻断远端转移，而不依赖于原发肿瘤生长速度，提示CREPT是TNBC转移必要的驱动因子。

 

图2. A–D）在4T1高转移细胞中敲低CREPT后，Transwell侵袭和迁移实验显示细胞跨膜能力显著下降，表明CREPT对细胞运动性具有直接调控作用；I–K）尾静脉注射模型结合生物发光成像（BLI）显示，CREPT缺失显著减少多器官转移负荷，并显著延长无转移生存期；O–S）原位乳腺脂肪垫模型中，在原发肿瘤大小相当的条件下，CREPT缺失组几乎不产生肺转移，证明其对转移的调控独立于肿瘤增殖。

 

 

3、CREPT广泛上调转移相关基因转录程序

为解析CREPT驱动转移的分子基础，研究结合GRO-seq、RNA-seq与定量蛋白质组学，对CREPT调控的转录网络进行了多层次解析。CREPT缺失导致数千个基因在新生RNA、成熟 mRNA 及蛋白水平同步下调，其中高度富集于细胞黏附、炎症因子、血管生成和ECM重塑等转移核心通路。这一结果表明CREPT并非调控单一转移基因，而是作为上游枢纽，系统性维持转移相关转录程序。

 

图3.A–B）GRO-seq与RNA-seq火山图显示CREPT缺失后大量基因转录活性显著降低，且两种数据高度一致；D）交叉分析确定2574个同时在nascent RNA与mRNA层面受CREPT调控的基因，并在GO分析中显著富集转移相关生物过程；E）TMT蛋白质组学进一步验证CREPT缺失导致关键转移蛋白（如MMP13、VCAM1、CCL2）显著下调；F）RT-qPCR验证多个转移核心基因在CREPT缺失后显著下调，强化其对转移转录程序的系统性调控作用。

 

 

4、CREPT通过p300激活增强子与超级增强子

机制上，研究发现 CREPT 主要占据活跃增强子和超级增强子区域，并通过与 p300 相互作用维持 H3K27ac 水平和染色质开放性。CREPT 缺失显著削弱增强子尤其是超级增强子的结构完整性和活性，提示其通过表观遗传层面放大转移相关基因的转录输出。

 

 

图4.C–E）ChIP-seq显示CREPT与H3K4me1、H3K27ac在增强子区域高度共定位，且CREPT缺失显著削弱这些标志；F–G）在超级增强子区域，CREPT缺失导致H3K4me1与H3K27ac覆盖范围和强度显著下降，表明其对高阶转录调控单元尤为关键。

 

 

5、CREPT维持TAD边界稳定性并影响基因表达

在三维基因组层面，Hi-C分析显示CREPT缺失并不显著改变A/B compartment，但会引发大规模TAD分裂和边界减弱。这些结构变化直接影响TAD内顺式调控元件与基因的有效接触，从而导致部分转移基因转录下调。

 

图5.A–C）CREPT缺失后TAD数量减少，且大尺寸TAD显著分裂，提示其对高阶染色质结构稳定性的重要作用；E–F）CREPT 在TAD边界富集，其缺失导致绝缘评分下降，边界功能受损；H）TAD边界受损的基因表达显著下调，而未受影响的基因表达保持稳定，建立结构—功能关联。

 

6、CREPT介导增强子–启动子与启动子–终止子染色质环

进一步解析发现CREPT是染色质环形成的核心调控因子，尤其介导增强子–启动子（E–P）环与启动子–终止子（P–T）环。Hi-C与HiChIP数据一致显示，CREPT缺失导致大多数此类环结构强度显著降低，直接影响基因转录效率。

 

 

7、CREPT构建“协同染色质环”并高效驱动转移基因表达

研究提出并定义了一种新的高效转录调控结构——协同染色质环（co-operational loops），即E–P环与P–T环在同一基因位点协同存在。全基因组分析鉴定出1082个由协同环调控的基因，其表达水平显著高于仅具有单一环的基因，且高度富集转移功能。CREPT缺失优先破坏此类结构并强烈抑制转移基因表达。

 

 

8、协同染色质环协调RNAPII装载与循环并决定转移能力

通过CRISPR-dCas9靶向破坏超级增强子，研究证明协同环是RNAPII高效装载与循环的结构基础。破坏协同环导致RNAPII招募下降、转录中断，并显著抑制体内外转移。即使在CREPT过表达条件下，协同环的破坏仍完全阻断转移基因激活，凸显其功能不可替代性。

 

 

研究意义与机制模型

 

这项工作提出了一个重要概念：体细胞拷贝数扩增并不只是提高基因表达“剂量”，而是可能通过重塑三维基因组结构，系统性重编程转录网络。CREPT的拷贝数扩增，使其成为一种“结构调控枢纽”，而非单一通路分子。研究强调其发现的“协同染色质环”并非对传统增强子–启动子模型的否定，而是在此基础上的拓展：增强子–启动子环负责RNAPII装载，而启动子–终止子环促进RNAPII循环再利用，两者协同，显著提高转录效率。这一模型为理解肿瘤中“持续高表达”的转移基因提供了新的结构性解释。在治疗层面，研究提示：靶向转录结构本身，而非单个转移基因，可能更适合应对TNBC这类高度异质性的肿瘤。无论是通过抑制CREPT，还是未来发展针对协同染色质环的干预策略，都为转移性TNBC的治疗提供了新的思路。