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在横纹肌肉瘤(RMS)研究中,MYCN 作用不明。研究人员针对 PAX3::FOXO1 阳性 RMS,探究 MYCN 转录调控及在细胞周期进展中的作用。发现 MYCN 调控关键基因,驱动肿瘤细胞增殖。这为 RMS 治疗提供新靶点,意义重大。
横纹肌肉瘤(RMS)是儿童中较为常见的软组织肉瘤,如同隐藏在孩子身体里的 “小恶魔”,严重威胁着孩子们的健康。它主要分为胚胎型(ERMS)和肺泡型(ARMS)两种组织学亚型,其中多数肺泡型横纹肌肉瘤都与 PAX3::FOXO1 或 PAX7::FOXO1 融合基因有关,这些融合基因就像肿瘤生长的 “助推器”,让癌细胞变得更加凶猛,使得患者的预后情况较差。
MYCN 基因在儿科恶性肿瘤中常常 “兴风作浪”,比如神经母细胞瘤和肺泡型横纹肌肉瘤,它的扩增和高表达与这些肿瘤的发生发展密切相关。在肺泡型横纹肌肉瘤里,MYCN 的转录受到 PAX3::FOXO1 融合蛋白的调控,然而,MYCN 在其中具体扮演着怎样的角色,一直是医学界亟待解开的谜团。为了弄清楚这个问题,来自多个研究机构的研究人员展开了深入的研究,相关成果发表在《EJC Paediatric Oncology》杂志上。
研究人员为了探究 MYCN 在 PAX3::FOXO1 阳性横纹肌肉瘤中的转录调控作用以及它在细胞周期进展中的角色,采用了多种关键技术方法。他们利用染色质免疫沉淀测序(ChIP - seq)技术,寻找 MYCN 在基因组上的结合位点;通过基因本体分析、KEGG 通路分析等方法,研究与 MYCN 结合位点相关基因的功能和参与的信号通路;借助荧光激活细胞分选(FACS)技术分离细胞周期不同阶段的细胞,再结合 Western 印迹技术,检测相关蛋白的表达情况。同时,研究人员还分析了患者样本中的基因表达数据,以确定 MYCN 与其他基因的相关性。
研究结果如下:
- MYCN 结合位点的鉴定:对 RH30 细胞进行 ChIP - seq 分析,研究人员发现多数 MYCN 结合峰位于距离基因转录起始位点(TSS)5 - 50kb 的区域,这表明 MYCN 主要通过增强子区域发挥作用。此外,还鉴定出了与 MYCN 结合峰相关的转录因子结合基序,包括常见的 E - box 基序(CACGTG)和非经典 E - box 基序(CAGCTG),以及与肌肉生成相关的 MYOD 和 MYOG 基序。并且,虽然 MYCN 和 PAX3::FOXO1 相互调控,但它们在 RMS 细胞中主要调控不同的基因。
- MYCN 在细胞周期调控中的作用:对比 MYCN 沉默后的表达谱数据和 ChIP - seq 数据,研究人员找到了 121 个受 MYCN 转录调控且带有其结合位点的基因,其中部分基因正调控,部分负调控,说明 MYCN 在细胞中兼具转录激活和抑制的功能。通过分析患者样本基因表达数据,发现与 MYCN 表达水平相关的基因中,有一部分与 MYCN ChIP - seq 数据重叠,本体分析显示这些基因主要参与细胞周期相关过程和网络,这表明 MYCN 在横纹肌肉瘤细胞周期调控中起着重要作用。
- MYCN 对 CDK4 和 KDM4B 的调控:研究发现,在与 MYCN 表达相关且含其结合位点的基因中,CDK4 和 KDM4B 是重要的细胞周期调控基因。在 RMS 患者样本中,MYCN 与 CDK4、KDM4B 均呈正相关。通过 ChIP - qPCR 和荧光素酶报告实验证实,MYCN 能够结合到 CDK4 和 KDM4B 的启动子区域并调控它们的表达。当在 RH30 细胞中沉默 MYCN 时,CDK4 和 KDM4B 的蛋白表达水平下降。
- MYCN 在细胞周期中的异常表达:通常情况下,MYCN 在神经母细胞瘤细胞周期中会有规律地变化,但在 RMS 细胞中却大不相同。RMS 细胞对血清饥饿和细胞周期同步化试剂不敏感,研究人员利用 FACS 技术分离细胞周期各阶段的 ARMS 细胞后发现,MYCN 在细胞周期的各个阶段均有表达,CDK4 和 KDM4B 也与 MYCN 同时表达,这显示出 MYCN 在 ARMS 细胞中的表达异常。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了 MYCN 在 PAX3::FOXO1 阳性横纹肌肉瘤中的复杂调控作用。MYCN 不仅调控细胞周期相关基因,还参与神经发生和肌肉生成等发育过程。这意味着 MYCN 不仅是神经母细胞瘤的治疗靶点,对于高风险的融合阳性横纹肌肉瘤同样极具治疗潜力。此外,CDK4 和 KDM4B 作为 MYCN 的直接下游靶点,为横纹肌肉瘤的治疗开辟了新的方向。虽然目前针对 KDM4B 的选择性抑制剂尚未研发成功,但未来可以围绕这些靶点探索新的联合治疗策略,或者直接针对 MYCN 开发基于降解剂的治疗方法,有望为 MYCN 阳性横纹肌肉瘤患者带来新的希望。