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为探究 8q24 区域与肿瘤发生的关系,南京医科大学第一附属医院研究人员开展 ZNF252P 相关研究,发现其可促进肿瘤发生,为癌症治疗提供新靶点。
癌症,这个如同恶魔般的存在,一直威胁着人类的健康。科学家们不断探索癌症的发病机制,试图找到对抗它的有效方法。在众多与癌症相关的研究领域中,8q24 区域因其在多种癌症中频繁出现异常而备受关注。已知 8q24 是人类癌症中最常发生扩增的区域之一,位于该区域的癌基因往往在肿瘤发生过程中发挥着关键作用,比如著名的癌基因 c-Myc。然而,8q24 区域中由拷贝数扩增驱动的长链非编码 RNA(lncRNA)仍有待进一步探索,RNA 驱动的相分离在肿瘤发生中的作用机制也尚不明确。同时,相分离调控能否在细胞核和细胞质中都发挥作用也不清楚。
为了深入了解这些问题,南京医科大学第一附属医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果对于揭示癌症发病机制、寻找潜在治疗靶点具有重要意义。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。通过从 GENCODE 项目获取 8q24 区域 lncRNA 概况,并从 TCGA 项目提取相应的表达和拷贝数变异(CNV)数据,筛选出相关 lncRNA。利用 RNA 下拉(RNA pull-down)、质谱(MS)分析等技术鉴定与 ZNF252P 相互作用的蛋白质。运用双荧光素酶报告基因检测、染色质免疫沉淀(ChIP)等实验探究基因表达调控机制。此外,还构建细胞系和动物模型,进行体内外功能验证。
研究结果如下:
- 8q24 区域筛选揭示 ZNF252P 的异常表达:研究人员在 8q24 区域筛选出 259 个 lncRNA,其中 114 个在 TCGA 泛癌队列中表达。进一步分析发现 22 个 lncRNA 在至少 25% 的样本中发生扩增且表达与拷贝数相关,ZNF252P 在相关性排名中位居第一。多种癌症类型中,ZNF252P 的表达随拷贝数扩增而显著升高,且高表达与患者较差的总生存期相关1。
- ZNF252P 促进癌细胞增殖和致瘤性:通过反义寡核苷酸(ASO)介导的敲低和质粒介导的过表达实验,研究人员发现抑制 ZNF252P 可抑制多种癌细胞系的活力和增殖能力,而过表达 ZNF252P 则促进细胞增殖。在体内实验中,ZNF252P 敲低抑制肿瘤生长,过表达则促进肿瘤发生23。
- c-Myc 介导的转录激活促进 ZNF252P 上调:分析 ZNF252P 启动子发现 c-Myc 结合位点,c-Myc 水平与 ZNF252P 在多种癌症样本中相关。敲低 c-Myc 降低 ZNF252P 表达,过表达则相反。荧光素酶报告基因检测、ChIP 实验等进一步证实 c-Myc 可直接激活 ZNF252P 转录,且 ZNF252P 参与 c-Myc 对细胞生长的促进作用45。
- ZNF252P 与 HNRNPK 和 ILF3 相互作用:通过 RNA pull-down 结合 MS 分析,研究人员鉴定出与 ZNF252P 相互作用的蛋白 HNRNPK 和 ILF3。进一步实验确定了它们相互作用的区域,RIP、CLIP 等实验验证了这些相互作用。ZNF252P 与 HNRNPK 在细胞核共定位,与 ILF3 在细胞质共定位,且其表达与 HNRNPK、ILF3 正相关,抑制 HNRNPK 和 ILF3 可消除 ZNF252P 对细胞增殖的促进作用67。
- ZNF252P 驱动 HNRNPK 和 ILF3 的相分离:蛋白质序列分析显示 HNRNPK 和 ILF3 含有内在无序区域(IDRs),具备相分离潜力。体外实验表明 ZNF252P 可促进 HNRNPK 和 ILF3 形成更大更致密的相分离液滴,且全长 ZNF252P 促进相分离的功能更强。细胞实验发现 ZNF252P 可调控 HNRNPK 和 ILF3 在细胞内的相分离,IDR 在相分离液滴形成中起重要作用89。
- ZNF252P/HNRNPK/ILF3 通过影响 c-Myc 促进肿瘤发生:RNA 测序及后续分析表明 ZNF252P 相关基因主要参与 c-Myc 信号通路。抑制 HNRNPK 或 ILF3 可降低 c-Myc 表达,影响 MYC/MAX/MAD 通路相关蛋白表达。体内外实验证实 ZNF252P 通过调控 c-Myc 促进肿瘤生长,且 HNRNPK、ILF3 或 c-Myc 过表达可逆转 ZNF252P 敲低对细胞增殖的抑制作用1011。
- ZNF252P 激活 c-Myc 并形成正反馈回路:在转录水平,ZNF252P 通过驱动 HNRNPK 相分离促进 c-Myc 转录;在转录后水平,ZNF252P 通过驱动 ILF3 相分离维持 c-Myc mRNA 稳定性。c-Myc 和 ZNF252P 构成正反馈调节回路,促进肿瘤发生。使用 c-Myc 抑制剂 10058-F4 和 ZNF252P 抑制剂联合处理,在细胞异种移植模型和患者来源的异种移植(PDX)模型中均显示出良好的肿瘤抑制效果121313。
研究结论和讨论部分指出,该研究鉴定出 8q24 区域的致癌驱动 RNA——ZNF252P,它由拷贝数扩增驱动,在多种癌症中上调并促进癌细胞增殖和肿瘤发生。研究揭示了 ZNF252P 通过驱动 HNRNPK 和 ILF3 的相分离,在转录和转录后水平激活 c-Myc,形成正反馈回路,这一发现部分解释了肿瘤中 c-Myc 的持续激活机制。此外,研究还发现 ZNF252P/c-Myc 在体内具有良好的治疗潜力,有望成为有前景的癌症治疗靶点。不过,研究也存在局限性,ZNF252P 可能还调控除 c-Myc 之外的其他基因,未来需进一步研究。总体而言,该研究为理解肿瘤发生机制提供了新视角,为癌症治疗开辟了新方向。