Mediator激酶CDK8通过调控蛋白合成成为MYC驱动髓母细胞瘤的治疗新靶点

《Nature Communications》：Transcriptional regulation of protein synthesis by mediator kinase represents a therapeutic vulnerability in MYC-driven medulloblastoma

本研究针对MYC驱动髓母细胞瘤治疗难题，发现CDK8是维持MYC转录活性和蛋白合成的关键调控因子。研究人员通过CRISPR-Cas9筛选、体内外实验证实CDK8抑制剂RVU120可显著抑制肿瘤生长，且与mTOR抑制剂联用产生协同疗效，为这一恶性儿科脑瘤提供了新的治疗策略。

　　

在儿科脑瘤领域，髓母细胞瘤（Medulloblastoma，MB）是最常见的恶性脑肿瘤，其中MYC驱动的Group 3亚型（G3-MB）因其高侵袭性和易复发特性，长期生存率仅约50%。MYC作为原癌基因，在调控蛋白合成和核糖体生物合成中发挥核心作用，但针对MYC本身的靶向治疗却因其在正常细胞中的广泛功能而困难重重。这促使科学家寻找MYC驱动肿瘤中的"非癌基因成瘾"（non-oncogene addiction）靶点——即那些对肿瘤细胞生存至关重要但对正常细胞影响较小的通路。

在这项发表于《Nature Communications》的研究中，Wang等研究人员通过系统性功能基因组学筛选，发现Mediator复合物相关激酶CDK8是MYC驱动髓母细胞瘤的关键脆弱点。研究团队证实CDK8通过调控RNA聚合酶II（RNA Pol II）在染色质上的占据，促进核糖体基因转录，从而维持MYC驱动的蛋白合成程序。更引人注目的是，CDK8选择性抑制剂RVU120与mTOR抑制剂联用展现出显著的协同抗肿瘤效果，为临床治疗提供了新思路。

研究采用的关键技术包括：CRISPR-Cas9全基因组筛选鉴定关键依赖基因；癌症依赖图谱（DepMap）数据库分析；单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析肿瘤异质性；CUT&RUN技术绘制全基因组组蛋白修饰和转录因子结合图谱；多谱段免疫组化（IHC）分析临床样本；以及体内外药效评价模型（包括患者来源异种移植PDX模型）。

CDK8是MYC驱动髓母细胞瘤的特异性脆弱点

通过针对1140个可成药基因的CRISPR-Cas9筛选，研究人员在三个MYC扩增的G3-MB细胞系（D425、D458、D341）中发现CDK8是维持肿瘤生长的关键基因。DepMap数据分析进一步显示，在所有癌症类型中，MYC驱动的髓母细胞瘤对CDK8缺失最为敏感。单细胞转录组分析揭示Mediator复合物相关基因在G3-MB肿瘤细胞中普遍表达，而正常小脑组织中表达较低。基因敲除和药物抑制实验均证实CDK8缺失可显著抑制细胞增殖、神经球形成和体内肿瘤生长。

靶向CDK8抑制髓母细胞瘤生长

研究人员评估了多种CDK8抑制剂的抗肿瘤活性，其中RVU120在G3-MB细胞中表现出最强效力和选择性（IC₅₀为125.90-866.70 nM），而正常人类星形胶质细胞（NHA）和SHH亚型MB细胞则表现出较高耐药性。RVU120处理可降低CDK8表达及其底物p-STAT1水平，诱导细胞凋亡，并减少肿瘤干细胞标志ALDH阳性细胞比例。重要的是，RVU120具有良好的血脑屏障透过能力（K_p,uu≈0.4），在体内模型中能显著抑制肿瘤生长并延长小鼠生存期。

CDK8维持MYC在髓母细胞瘤中的转录活性

研究发现只有高表达MYC的MB细胞依赖CDK8，而其旁系同源基因CDK19则非必需。临床样本分析显示Group 3 MB（特别是MYC过表达的3β和3γ亚型）中CDK8表达显著高于正常小脑组织，且高CDK8表达与患者不良预后相关。虽然CDK8不是MYC的直接转录靶点，但CDK8缺失或抑制可显著下调MYC调控的靶基因集，表明CDK8在功能上支持MYC驱动的转录程序。

CDK8调控MYC驱动髓母细胞瘤中的蛋白合成

转录组分析发现CDK8缺失主要影响mRNA翻译和核糖体生物合成相关通路。在MYC驱动的癌细胞中，核糖体基因通常高表达，而CDK8干预可显著下调胞质和线粒体核糖体基因。多核糖体分析显示CDK8缺失会降低多核糖体/亚多核糖体比率，5-乙炔基尿苷（EU）标记实验表明rRNA合成受损，O-丙炔基嘌呤霉素（OPP）检测进一步证实CDK8抑制可时间依赖性地降低蛋白合成速率。

CDK8在转录水平调控核糖体基因表达

CUT&RUN全基因组分析显示CDK8结合峰富集于启动子和增强子区域，且与mRNA翻译通路密切相关。CDK8缺失导致H3K4me3在启动子区域的占据显著丧失，RNA Pol II在启动子近端发生暂停，磷酸化Pol II从5'到3'端均减少。CDK8抑制剂RVU120处理同样降低Pol II羧基端结构域（CTD）磷酸化水平，减少Pol II在核糖体基因启动子的占据，从而抑制其转录。

CDK8与mTOR信号通路在髓母细胞瘤中的相互作用

基因集变异分析（GSVA）显示G3-MB中存在高度活跃的mTORC1信号。CDK8缺失可下调mTOR信号相关基因集，并降低关键mTORC1底物S6K1和4EBP1的磷酸化水平，但不影响总mTOR和磷酸化mTOR水平，表明CDK8在mTOR激活的下游或平行通路中调控蛋白合成。

CDK8与mTOR在MYC驱动髓母细胞瘤中的协同靶向

鉴于CDK8和mTOR抑制剂在抑制蛋白合成方面的相似效应，研究人员探索了联合治疗的潜力。体外实验显示RVU120与mTOR抑制剂（Torin1或TAK-228）联用可协同抑制MB细胞增殖并诱导凋亡。体内实验进一步证实，联合治疗组小鼠肿瘤生长显著抑制，生存期延长最为明显，且未引起急性血液学毒性。

本研究揭示了CDK8在MYC驱动髓母细胞瘤中的关键作用机制：通过调控RNA Pol II介导的转录过程，特异性维持核糖体基因表达和蛋白合成程序，满足MYC驱动肿瘤的高生物合成需求。这一发现不仅深化了对MYC致癌机制的理解，更提出了靶向"转录-翻译轴"的治疗新策略。特别是CDK8抑制剂RVU120与mTOR抑制剂的协同效应，为临床治疗提供了有力依据。目前RVU120已在血液肿瘤临床试验（NCT04021368）中显示出良好安全性，本研究为将其应用于儿科脑瘤治疗奠定了坚实的临床前基础，有望改善MYC驱动髓母细胞瘤这一高危亚型患儿的预后。