综述:7SK 小核核糖核蛋白复合体(7SK snRNP):癌变过程中的关键调节因子

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Biochimie 3.3

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  这篇综述聚焦 7SK snRNP 复合体在癌变中的作用。RNA 聚合酶 II(RNAPII)转录受严格调控,7SK snRNP 可调节周期蛋白依赖性激酶 9(CDK9)所在的正性转录延伸因子 b(P-TEFb)复合体。7SK snRNP 失调会促进肿瘤进展,相关研究有潜在治疗意义。

  

P-TEFb 活性与癌细胞


RNA 聚合酶 II(RNAPII)转录蛋白编码基因是一个受到严格调控的过程。在转录过程中,RNAPII 会在转录起始位点(TSS)下游 50 - 100 个碱基对处发生启动子近端暂停,这一现象由负性延伸因子 DSIF(DRB 敏感性诱导因子)和 NELF(负性延伸因子)介导。若无法从暂停状态转变为有效延伸状态,就会导致转录提前终止,产生流产转录。

正性转录延伸因子 b(P-TEFb)由周期蛋白依赖性激酶 9(CDK9)和周期蛋白 T1/T2 组成,它能够通过磷酸化 RNAPII 最大亚基羧基末端结构域(CTD)的 Ser2残基以及 DSIF 和 NELF,使暂停的 RNAPII 复合体转变为具有延伸能力的状态,从而促进有效延伸和全长 mRNA 的合成 。P-TEFb 的活性是转录输出的关键决定因素,它可以通过与 BRD4(含溴结构域蛋白 4)相互作用被招募到靶启动子和增强子上,BRD4 能通过其溴结构域识别乙酰化组蛋白。此外,P-TEFb 还可以整合到超延伸复合体(SEC)中,在刺激响应基因的转录激活过程中发挥重要作用。

在多种癌症中,如白血病、淋巴瘤、乳腺癌、前列腺癌和胶质母细胞瘤,CDK9 常常出现过表达或过度激活的情况。高 CDK9 表达与许多肿瘤类型的不良预后相关。从机制上讲,P-TEFb 的过度激活会破坏 RNAPII 暂停释放的精确调控,这是依赖 c-MYC 或由混合系白血病(MLL)易位驱动的癌症的一个特征。升高的 CDK9 活性会驱动癌症相关表型。

7SK snRNP 对 P-TEFb 活性的调节


在人类细胞中,相当一部分 P-TEFb 以无活性状态存在于 7SK 小核核糖核蛋白(7SK snRNP)复合体中。该复合体由 7SK 小核 RNA(7SK snRNA)、甲基磷酸帽酶(MePCE)、La 相关蛋白 7(LARP7)和六亚甲基双乙酰胺诱导蛋白 1/2(HEXIM1/2)组成 。其中,MePCE 和 LARP7 分别结合在 7SK snRNA 的 5' 端和 3' 端,确保其稳定性。7SK snRNP 通过将一部分 P-TEFb 隔离并使其失活,维持 P-TEFb 处于抑制状态,从而限制细胞中 CDK9 的可用性。在细胞处于稳态时,这种调节机制能保证转录的稳定进行。而当细胞受到应激或转录需求增加时,P-TEFb 会从 7SK snRNP 中释放出来,激活 CDK9,实现精确的、依赖于环境的转录控制,使细胞能够动态适应环境和细胞内的信号变化。

癌症中 7SK snRNP 完整性的丧失


由于 P-TEFb 在调节 RNAPII 转录中起着核心作用,7SK/P-TEFb 调节机制的故障会导致人类疾病。在心脏肥大的研究中,首次明确了 7SK/P-TEFb 核糖核蛋白复合体(RNP)的破坏与人类疾病之间的联系。在心脏肥大过程中,肥大信号会导致 7SK/P-TEFb 复合体不受控制地解体,使 P-TEFb 平衡向其活性形式转变,进而增强 RNAPII 转录,引发一系列病理变化。在癌症发展过程中,7SK snRNP 的完整性同样会受到破坏。这种破坏会导致 P-TEFb 异常激活,打破转录平衡,使一些致癌基因的转录不受控制地增强,促进肿瘤的发生和发展,为癌细胞的快速增殖和侵袭创造有利环境。

总结


7SK snRNP 复合体是 RNAPII 转录稳态的关键调节因子,在癌变过程中扮演着重要角色。7SK snRNP 的失调会导致 P-TEFb 异常激活,引发异常的基因表达,促进肿瘤进展。目前的研究表明,抑制 CDK9 或调节 7SK snRNP 成分的表达具有潜在的治疗价值。例如,重新建立 7SK snRNA 的稳定性,重新平衡 7SK snRNP 复合体各成分之间的比例,有可能成为治疗相关癌症的有效策略。未来,深入研究 7SK snRNP 与癌症之间的关系,有望为癌症的治疗和干预开辟新的途径。

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