STTT:吉林大学刘晋宇/高洪文/中国医科大学高兴华合作揭示黑色素瘤中PBX1作为致癌基因影响肿瘤发展的调控机制

2023-01-08 iNature iNature 发表于陕西省

前B细胞白血病同源盒转录因子1 (Pre-B-cell leukemia homeobox transcription factor 1, PBX1)在急性前b细胞白血病的t(1;19)染色体易位中被

前B细胞白血病同源盒转录因子1 (Pre-B-cell leukemia homeobox transcription factor 1, PBX1)在急性前b细胞白血病的t(1;19)染色体易位中被发现,并参与调节多种生物学过程。重要的是,越来越多的证据表明,PBX1调控异常与肿瘤发生、不良预后和耐药有关。研究表明,PBX1在黑素瘤细胞中表达增加,过表达PBX1显著促进黑素瘤细胞生长。然而,PBX1对黑色素瘤的临床影响以及调控PBX1在黑色素瘤中表达的分子机制尚不清楚。

2023年1月6日,吉林大学刘晋宇、高洪文及中国医科大学高兴华共同通讯在Signal Transduction and Targeted Therapy(IF=38)杂志在线发表题为“G-quadruplexes folding mediates downregulation of PBX1 expression in melanoma”的研究论文,这项研究证明了PBX1在黑色素瘤中上调,其高表达预示着黑色素瘤患者预后不良。此外,在PBX1的启动子和5 ' UTR中也证实了G4s基序的存在。G4稳定化合物TMPyP4和PDS诱导的PBX1 G4s形成通过下调PBX1的表达,在体内外均能显著抑制黑色素瘤的生长和转移。但TMPyP4和PDS由于特异性和可药性较低,不能作为药物使用,通常被用作研究G4s在癌症或其他疾病中的功能的工具。

因此,该研究在PBX1的5 ' UTR中设计了靶向rG1的特异性ASO,并证实ASO诱导的PBX1 rG1形成可以显著抑制黑色素瘤的进展。从机制上看,PBX1 DNA G4的形成阻断了PBX1启动子区域ZIC2的占据,从而抑制了PBX1的转录,而PBX1 RNA G4通过空间阻滞效应抑制了PBX1的翻译。总之,这些结果表明PBX1在黑色素瘤中具有致癌基因的作用,其高表达预示着黑色素瘤患者预后不良。

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G-四链结构(G-quadruplexes,G4s)是在富含鸟嘌呤(G)的DNA或RNA链中形成的4链结构,已被证明通过调节癌基因的表达参与肿瘤的发生。值得注意的是,PBX1启动子和转录本中鸟嘌呤含量极为丰富,提示PBX1启动子和转录本中可能形成G4s。
 
在这项研究中,研究人员首先研究了PBX1在人类黑色素瘤组织中的表达。通过在包含47对黑素瘤组织和邻近非癌组织的队列(队列1)中,通过免疫荧光(IF)检测到PBX1的表达。研究人员注意到PBX1在黑色素瘤中高度表达,特别是在晚期肿瘤中。
 
进一步通过免疫组化(IHC)检测了另一个队列(队列2)中48个黑色素瘤组织和15个正常组织的PBX1表达,结果表明PBX1在队列2的黑色素瘤组织中表达也较高。出乎意料的是,在肿瘤基因组图谱(TCGA)数据库的黑色素瘤组织中PBX1 RNA水平较低。队列2和TCGA的Kaplan-Meier分析显示,黑色素瘤组织中PBX1的高表达与总生存率和无转移生存率的降低相关。
 
此外,该研究还发现过表达PBX1可显著促进小鼠原代黑色素细胞的增殖能力,而敲除PBX1可抑制B16-F10细胞的增殖、迁移和侵袭。进一步研究发现PBX1可以通过促进NF-κB在黑色素瘤中的核转位来激活NF-κB通路(一种众所周知的参与黑色素瘤发生和发展的致癌基因通路)。
 
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研究概述(图源自Signal Transduction and Targeted Therapy 
 
综上所述,这些结果揭示了PBX1对黑色素瘤的临床影响,以及控制PBX1表达的一种新的调节机制,并提供了另一种治疗靶点,可以与现有的治疗策略相结合,对抗黑色素瘤或其他癌症。
 
原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41392-022-01222-5

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