靶向RNA结合蛋白治疗胰腺癌的新突破

在健康细胞中，编码癌基因和生长因子的转录物的翻译起始受到严格调节以维持准确的蛋白质表达水平。然而，这一过程在癌细胞中被破坏，癌细胞依赖于高剂量致癌蛋白的维持。精确控制癌基因蛋白表达的一个关键范例是主转录因子Myc。

Myc是胰腺导管腺癌(PDAC)的核心驱动因素，由于PDAC通常处于晚期，很少有疗法可以延长五年生存率(目前为12%)，因此针对致癌驱动因素的新机制将具有巨大的临床价值。在大约42%的PDAC肿瘤中发现了高水平的Myc蛋白，这标志着最具侵袭性的亚型，并与最差的预后相关。此外，增加的Myc蛋白表达已被证明介导PDAC对靶向化疗剂和常规化疗剂的耐药性。

在癌症中，Myc表达必须维持在稳态水平以上。因此，Myc蛋白表达的维持对于肿瘤发生至关重要。然而，除了控制其蛋白质稳定性之外，Myc水平的转录后调节机制在很大程度上是未知的。调节蛋白质表达量的关键步骤可以是通过5'非翻译区(UTR)的转录物特异性翻译控制。尽管转录组学和基因组方法已经鉴定了5’UTR内的特异性调节序列，但转录后控制机制，如反式作用RNA结合蛋白(RBP)的结合仍然难以捉摸。

在最近的研究中，科研工作者开发并利用一种功能性全基因组CRISPR干扰(CRISPRi)筛选方法来发现PDAC中关键驱动癌基因Myc的选择性翻译调节因子。这项工作揭示了基本机制，并强调了翻译控制的特异性层及其在驱动MYC依赖性肿瘤发生的体内作用。它阐明了癌细胞对癌基因蛋白产生的成瘾如何依赖于5’UTR RNA结构重塑，从而为PDAC等难以治疗的疾病产生癌症特异性脆弱性。

为了鉴定MYC mRNA翻译起始的选择性调节因子，科研工作者使用全基因组CRISPRi筛选和人PDAC细胞的荧光激活细胞分选。开发了一种功能性荧光报告系统，该系统能够选择性监测由MYC 5'UTR指导的翻译起始，其驱动不稳定的GFP的翻译，同时在最小5'UTR下跟踪不稳定的mCherry的基因表达或蛋白质稳定性的整体变化。

最终发现，在胰腺癌细胞中，RBM42的表达水平升高，并且RBM42的敲低会导致MYC蛋白水平降低，而MYC mRNA水平变化不大。此外，RBM42敲低还导致MYC的下游基因表达改变。表明RBM42结合并选择性调节MYC和一套精确的促癌转录物的翻译，包括JUN和EGFR。在机制上， RBM42结合并重塑MYC 5’非翻译区结构，促进翻译前起始复合物的形成。重要的是，RBM42是体内Myc依赖性PDAC肿瘤发生所必需的。这项工作改变了对癌症翻译密码的理解，并阐明了靶向癌基因表达的治疗途径。

接着，使用交联免疫沉淀(CLIP)分析了转录组范围的细胞质RBM42结合，然后进行测序(CLIP-seq)。作者发现RBM42直接结合MYC mRNA，在5’UTR中显著富集。此外，通过CLIP-qPCR分析观察到RBM42与细胞质级分中成熟MYC mRNA的显著富集结合，为翻译功能提供了支持。此外，CLIP分析显示，RBM42显著结合了2,312个基因的5’UTR，这些基因在功能上富集了癌症相关途径。CLIP-seq数据为RBM42对MYC翻译的直接调节提供了支持，同时暗示RBM42控制更广泛的基因表达程序。

为了提供进一步的临床相关性，作者检测了癌症基因组图谱计划(TCGA)RNA-seq数据和人PDAC组织中的RBM42和Myc表达。通过GSEA分析，发现与表达较低水平RBM42的肿瘤相比，具有最高RBM42表达的肿瘤显示出“MYC靶标”基因特征的显著富集。因此，具有高RBM42表达的肿瘤也具有高Myc转录活性，这指示高Myc蛋白水平。这些数据表明高RBM42和高水平Myc蛋白表达之间的强相关性，为RBM42在PDAC肿瘤中体内选择性翻译控制中的功能作用提供了支持。本研究揭示了RBM42在PDAC发生发展中的重要作用，并为靶向RBM42进行治疗提供了理论依据。

1、Kovalski JR, Sarioglu G, Subramanyam V, et al. Functional screen identifies RBM42 as a mediator of oncogenic mRNA translation specificity. Nat Cell Biol.27(3):518-529.

2、Wolfe, A. L. et al. RNA G-quadruplexes cause eIF4A-dependent oncogene translation in cancer. Nature 513, 65–70.

3、Truitt, M. L. et al. Differential requirements for eIF4E dose in normal development and cancer. Cell 162, 59–71.