研究发现胶质母细胞瘤的潜在新靶点并揭示其作用机制

西湖大学生命科学学院谢琦、深圳湾实验室李磊及匹兹堡大学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通过调控可变多聚腺苷酸化促进GSC的增殖、自我更新及肿瘤生长。

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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。进一步研究发现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）。

图2： RBBP6通过控制mRNA的可变多聚腺苷酸化调控MYC的表达

为阐明RBBP6调控可变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与可变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介导可变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调控可变多聚腺苷酸化影响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）。

图5：RBBP6调控GSC的作用模型

西湖大学谢琦研究员、深圳湾实验室李磊研究员、匹兹堡大学Jeremy N. Rich为共同通讯作者，西湖大学博士研究生林鹏、深圳湾实验室博士后陈文燕为本文共同第一作者。