李磊团队与合作者发现胶质母细胞瘤的潜在新靶点并揭示其作用机制

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2024年3月19日，深圳湾实验室系统与物理生物学研究所李磊与西湖大学谢琦及匹兹堡大学Jeremy N. Rich团队在Cell Discovery 杂志发表题为“RBBP6 maintains glioblastoma stem cells through CPSF3-dependent alternative polyadenylation”的研究论文。该研究利用体内结合体外的CRISPR-Cas9筛选策略，发现泛素连接酶RBBP6通过调控选择性多聚腺苷酸化促进胶质母细胞瘤干细胞（glioblastoma stem cell, GSC）的增殖、自我更新及肿瘤生长。这项研究确定了RBBP6调控选择性多聚腺苷酸化影响MYC的表达，靶向RBBP6-CPSF3轴，可以抑制胶质母细胞瘤的生长，为胶质母细胞瘤的潜在治疗靶点提供了支持。

胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是恶性程度最高的原发性脑肿瘤，患者中位生存期低于15个月。GBM肿瘤细胞具有高度异质性，而其中GSC具有自我更新、细胞分化及肿瘤起始能力，控制肿瘤的生长和治疗抵抗。因此，筛选GSC的关键靶点，阐明肿瘤干细胞调控的新机制，进而靶向清除GSC，可能为GBM的治疗提供新的思路。

2024年3月19日，深圳湾实验室系统与物理生物学研究所特聘研究员李磊与西湖大学谢琦及匹兹堡大学Jeremy N. Rich共同通讯在Cell Discovery 杂志发表题为“RBBP6 maintains glioblastoma stem cells through CPSF3-dependent alternative polyadenylation”的研究论文。该研究利用体内结合体外的CRISPR-Cas9筛选策略，发现泛素连接酶RBBP6通过调控选择性多聚腺苷酸化促进GSC的增殖、自我更新及肿瘤生长。

泛素化是一种重要的翻译后修饰，参与调控肿瘤的发生、发展、转移及复发，是肿瘤治疗的潜在靶点。因此该研究构建了一个靶向去泛素化酶和泛素连接酶的CRISPR-Cas9文库，为了克服体外单一细胞培养条件与体内的巨大差异，采用体内和体外CRISPR-Cas9筛选相结合的策略，发现泛素连接酶RBBP6是调控GSC的关键分子。进一步验证实验证明RBBP6敲除抑制GSC的增殖及自我更新（图1）。

图1 CRISPR-Cas9筛选发现RBBP6是维持GSC的重要分子

为阐明RBBP6调控GSC的分子通路，作者通过RNA-seq发现RBBP6调控MYC信号通路及MYC的表达。应用DaPars（Dynamic analysis of Alternative PolyAdenylation）算法和MAT3UTR（model-based analysis of the trans effect of 3'UTR shortening）计算模型进一步发现RBBP6调控mRNA的可变多聚腺苷酸化，RBBP6敲低使得MYC的竞争性内源性RNA（ceRNA）的3’UTR缩短（不影响MYC的3’UTR长度），释放出游离的miRNA抑制MYC的表达，进而抑制胶质母细胞瘤的生长（图2）。

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图2 RBBP6通过控制mRNA的选择性多聚腺苷酸化调控MYC的表达

为阐明RBBP6调控选择性多聚腺苷酸的分子机制，通过免疫沉淀偶联质谱分析发现RBBP6与选择性多聚腺苷酸化修饰调控因子CPSF3互作，介导其K63多聚泛素化修饰并稳定其蛋白水平（图3）。

图3 RBBP6 通过介导CPSF3的K63多聚泛素化促进其稳定性

为探索靶向RBBP6/CPSF3-APA-MYC轴治疗GBM的可能性，作者研究发现敲除RBBP6或者CPSF3都可以显著抑制小鼠GBM模型中的肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期。由于暂无针对RBBP6抑制剂，作者利用药物缓释泵向小鼠脑内递送CPSF3抑制剂JTE-607，可以显著抑制肿瘤生长（图4）。

图4 靶向RBBP6/CPSF3抑制GBM生长

综上所述，RBBP6介导选择性多聚腺苷酸化调控蛋白CPSF3的K63多聚泛素化。敲除RBBP6加速CPSF3的降解，导致关键癌基因MYC的竞争性内源性RNA（ceRNA）的3’UTR缩短，释放出游离的miRNA抑制MYC的表达，进而抑制胶质母细胞瘤的生长。这项研究确定了RBBP6调控选择性多聚腺苷酸化影响MYC的表达，靶向RBBP6-CPSF3轴可以抑制胶质母细胞瘤的生长，为胶质母细胞瘤的潜在治疗靶点提供了支持（图5）。