CENPU通过泛素化降解RPS3激活ERK/E2F1/RAD51通路促进胶质母细胞瘤替莫唑胺耐药机制研究

本研究针对胶质母细胞瘤(GBM)替莫唑胺(TMZ)耐药难题，通过构建患者来源类器官模型，首次揭示着丝粒蛋白U(CENPU)通过TRIM5α介导RPS3 K214位点泛素化降解，激活ERK/E2F1/RAD51信号轴促进DNA损伤修复的分子机制，为克服TMZ耐药提供新靶点。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)是最致命的恶性脑肿瘤，标准治疗方案术后放疗联合替莫唑胺(TMZ)化疗的疗效常因耐药性而受限。尽管O⁶-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)启动子甲基化状态是重要预测指标，但约半数MGMT甲基化患者仍出现耐药，提示存在其他关键机制。DNA损伤修复系统激活、肿瘤干细胞特性等因素共同构成复杂的耐药网络，然而目前缺乏能准确模拟肿瘤微环境及异质性的研究模型。

徐州医科大学附属医院研究团队创新性采用患者来源的GBM类器官模型，结合多组学分析和功能验证，系统解析TMZ耐药机制。研究首先通过转录组测序发现着丝粒蛋白U(CENPU)在耐药类器官中显著高表达，临床数据分析显示其表达水平与胶质瘤分级、不良预后及治疗反应显著相关。通过构建颅内和皮下移植瘤模型，证实敲低CENPU可显著增强TMZ敏感性，而回补实验逆转该效应。

关键技术方法包括：1)建立20例MGMT启动子甲基化GBM患者的类器官库进行药物敏感性测试；2)利用TCGA、CGGA等公共数据库进行生物信息学分析；3)采用免疫共沉淀(Co-IP)联合质谱鉴定CENPU互作蛋白；4)通过γ-H2AX免疫荧光、彗星实验等评估DNA损伤；5)构建裸鼠原位/异位移植瘤模型进行体内验证。

研究结果：
1.CENPU与TMZ耐药及不良临床结局相关
类器官模型和临床样本分析显示CENPU在TMZ耐药组表达显著升高，且与胶质瘤高级别、IDH野生型等不良预后特征正相关。生存分析证实高表达CENPU患者总生存期更短。

2.CENPU通过促进DNA损伤修复增强TMZ耐药
单细胞测序和功能实验表明CENPU与DNA损伤修复过程密切相关。敲低CENPU导致γ-H2AX foci增加、彗星尾矩增大，提示DNA损伤修复能力受损。

3.CENPU下调增强GBM细胞体内外TMZ敏感性
类器官活死染色显示CENPU敲低组TMZ处理后死亡区域增加。动物实验中，敲低组肿瘤生长显著抑制，Ki67降低而cleaved-caspase-3升高。

4.CENPU通过ERK/E2F1/RAD51轴促进DNA修复
RNA-seq和验证实验发现CENPU激活ERK磷酸化，上调转录因子E2F1及其靶基因RAD51表达。抑制ERK或RAD51均可逆转TMZ耐药。

5.CENPU与TRIM5α协同促进RPS3 K214位点泛素化降解
质谱鉴定RPS3为CENPU关键互作蛋白。CENPU通过其1-200氨基酸域结合RPS3，招募E3连接酶TRIM5α促使RPS3 K214位点泛素化降解，解除RPS3对ERK通路的抑制。

6.RPS3下调促进TMZ耐药
RPS3敲除降低γ-H2AX水平，减少TMZ诱导的DNA损伤，提高IC₅₀值，证实其负调控DNA修复的作用。

研究结论与意义：
该研究首次阐明CENPU-TRIM5α-RPS3-ERK/E2F1/RAD51信号轴在GBM TMZ耐药中的核心作用。创新性发现包括：1)确立类器官模型在耐药研究中的优势；2)揭示CENPU通过非经典着丝粒功能调控DNA修复的新机制；3)鉴定RPS3 K214位点为关键翻译后修饰位点；4)提出PARP抑制剂与CENPU靶向联合TMZ的协同治疗策略。

临床转化价值体现在：CENPU可作为新型预后标志物，其抑制剂开发可能突破现有治疗瓶颈。研究为理解GBM耐药提供了全新视角，发表于《Drug Resistance Updates》的这项成果，为精准医疗时代下克服肿瘤耐药提供了重要理论依据和治疗靶点。