目的端粒长度的维持对细胞永生化和肿瘤发展至关重要。约10%的人类肿瘤,包括60%-80%的星形胶质细胞瘤,由于ATRX的表达缺失,依赖一种基于同源重组的端粒替代延长(ALT)的机制维持其端粒长度。本研究的目的旨在寻找并证实可特异性导致ATRX缺失肿瘤死亡的靶点。方法建立依赖ALT的ATRX缺失细胞系,采用基于新型pFAM和SMART蛋白质域数据库链接的CRISPR/Cas9大规模高通量筛选sgRNA文库,对455个参与染色质修饰的基因进行筛选,识别可特异性导致ATRX缺失细胞死亡的基因。对筛选出的基因进行功能验证并在此基础上进行机制研究。结果首先筛选出H3K36me2的去甲基化酶KDM2A敲除后可特异性导致依赖ALT的ATRX缺Dorsomorphin使用方法失细胞死亡,并通过生长与增殖实验在ATRX缺失的胶质瘤细胞和骨肉瘤细胞(U2OS和Saos2细胞得到验证,而敲除KDM2A并不导致无ATRX缺失肿瘤的死亡。通过对KDM2A不同功能域的研究发现,KDM2A中与DNA结合及具有去甲基化酶活性的CXXC锌指和PHD功能域在其中起关键作用。进一步研究证实免疫共沉淀研究证实KDM2A可与ALT细胞的端粒相连,并且协助ALT细胞在M期完成有丝分裂。机制研究发现,依赖ALT的ATRX缺失细胞在端粒复制过程中形成的簇状复合物,此复合物需要在M期完成解聚才能使端粒随分LY294002分子量裂而分开,KDM2A在其中起关键作用。最后研究证实KDM2A可以促进SENP6介导的端粒簇状复合物的去SUMO化,在ALT细胞敲除KDM2A后,完成复制的端粒簇状复合物不能完成去SUMO化,导致细胞在M期不能完成端粒的解聚,在分裂过程中,形成端粒交联,导致DNA损伤而死亡。相反无ATRX缺失的细胞不依赖ALT维持端粒,并且在端粒复制时不形成簇状复合物,在敲除KDM2A后仍可正常完成分裂。结论敲除KDM2A可阻止ATRX缺失肿瘤细胞在M期完成由SENP6介导的端粒簇状复合物的去SUMO化,导致复制后的端粒无法解聚,形成端粒DNA损伤,从而选择性诱导ATRX缺失肿瘤死亡。KDM2A可能是ATRX缺失胶质瘤Diagnostic serum biomarker治疗的潜在靶点。