从组学到功能验证，CARM1或是三阴性乳腺癌的一种潜在生物标志物

就女性而言，仅乳腺癌就占女性癌症的31%。女性乳腺癌发病率一直在缓慢上升。在乳腺癌不同的亚型中，雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体 2（HER2）均为阴性表达的三阴性乳腺癌（TNBC）恶性程度更高，易扩散，且无有效治疗方法，预后差。

据报道，精氨酸甲基化是一种关键的翻译后修饰（PTM），参与了多种细胞过程，如mRNA 剪接、DNA 损伤、转录和细胞信号传导。蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMTs）可催化甲基化精氨酸和S-腺苷高半胱氨酸的形成。PRMTs的表达和活性异常与肿瘤发生发展密切相关。本篇作者发现PRMT成员CARM1是一个潜在的TNBC的肿瘤标志物，CARM1抑制剂鞣花酸可以作为治疗TNBC十分有前景的治疗药物。

作者分析了公共临床数据发现PRMT家族成员，PRMT1、PRMT2、CARM1在乳腺癌中表达上调。TCGA数据库表明CARM1在基底样乳腺癌表达上调。

作者分别构建了CARM1过表达和敲低的MDA-MB-231和Hs 578T细胞株，细胞生长曲线，细胞克隆形成、侵袭迁移、EMT标志物检测、乳腺球形成测定等实验表明CARM1能促进乳腺癌细胞的增殖、侵袭和转移能力以及细胞干性潜能。体内动物实验进一步证实了这一结论。

为了确定CARM1的基因组结合图谱，作者在MDA-MB-231细胞中进行了基于染色质免疫沉淀的深度测序（ChIP-seq），分析它的全基因组转录靶标。根据CHIP-seq结果的KEGG分析，鉴定出的基因富集在代谢、黏着斑、细胞周期、HIF1a通路等等。

用siCRAM1及对照MDA-MB-231细胞进行了RNA-seq，KEGG分析表明CARM1潜在靶点同样富集在代谢通路、黏着斑、细胞周期、HIF1a通路等，与ChIP-seq结果一致。GSEA富集分析表明CARM1能促进低氧通路和上皮间质转化。

Co-IP/MS及GST pull-down实验显示CARM1与HIF1A存在相互作用，并且这种互作是直接的。CST标签分别与CARM1的3个不同结构域融合表达：EVH1结构域（1-140 aa）、催化中心（141-480 aa）、C端结构域（481-608 aa），体外pull-down实验表明，CARM1通过其EVH1结构域与HIF1A互作。CARM1的截短突变体也进一步验证这一结果。同时，CST标签分别与HIF1A的不同结构域：bHLH（1-80 aa），PAS（81–350 aa），ODD（351–600 aa），和TAD（601–826 aa）融合表达，体外pull down实验表明HIF1A的TAD结构域对两者互作至关重要。

HIF1A作为一个转录因子能够激活基因转录，为探索HIF1A/ CARM1是否可以组成一个激活复合物，作者进行了qChIP实验发现，CARM1缺失降低HIF1A与一些靶基因启动子的结合。对CDK4、Cyclin D1、β-Catenin、HIF1A、MALAT1和SIX1这六个具有代表性的靶基因进行了ChIP-Re-ChIP实验。结果表明，HIF1A和CARM1 作为一个蛋白复合物占据了CDK4、Cyclin D1、β-Catenin、HIF1A、MALAT1和SIX1的启动子。综上，HIF1A和CARM1作为一个整体与目标基因启动子结合，并相互促进其招募和/或稳定，共同发挥转录激活功能。

为探索CARM1促进肿瘤发展和迁移是否取决于酶活性或转录调控，利用突变截短体EVH1结构域对二者互作至关重要，R168A是CARM1 酶活性区的点突变位点。迁移及成球等实验表明EVH1结构域和R168A对于CARM1的肿瘤促进作用起重要作用。HIF1A/CARM1缺失抑制乳腺癌细胞增殖的表型可以被CD4过表达回复。CARM1 和 HIF1A 相互依赖，通过激活 CDK4 的表达，共同调节MDA-MB-231癌细胞的增殖和侵袭。

CARM1抑制剂鞣花酸是一种多酚稀内酯，可从石榴粗提取物中分离出来。鞣花酸被报道能够在体内外抑制乳腺癌、胶质母细胞瘤、胰腺癌细胞的生长。能通过调节VEGF、VEGFR、和HIF1A在乳腺癌中发挥抗血管生成作用。但是鞣花酸干预对CARM1和HIF1A之间相互作用的影响还不明确。将用鞣花酸处理的MDA-MB-231细胞进行RNA-seq实验，将上调和下调基因与CARM1敲低后上调和下调基因取交集，交集基因的GSEA显示这些基因靶点与缺氧和EMT相关。BALB/c裸鼠乳腺垫原位移植瘤实验体内进一步探究鞣花酸的作用。鞣花酸给药治疗的小鼠肿瘤小于对照组。综上体内外实验表明，鞣花酸能抑制三阴性乳腺癌的发生发展。

为了探究CARM1是否在其他肿瘤中发挥促癌作用，作者分析了来自不同肿瘤患者的肿瘤组织。组织芯片分析发现CARM1在多个肿瘤中表达上调。进一步分析表明，CARM1、HIF1A和CDK4在多种癌症中呈正相关，提示CARM1是一种潜在的癌症生物标志物。