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EWSR1::FLI1通过颠覆mRNA降解通路驱动尤文肉瘤发生:揭示治疗新靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Nature Communications 14.7
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本研究针对尤文肉瘤(EWS)中EWSR1::FLI1融合蛋白的致癌机制展开深入探索,发现其通过异常调控mRNA稳定性促进肿瘤发生。研究人员首次揭示EWSR1::FLI1通过N端低复杂度结构域(LCD)结合CCR4-NOT去腺苷酸化复合体,同时通过FLI1衍生的C端激活域(CTAD)招募RNA结合蛋白HuR,将正常具有mRNA保护功能的HuR转化为降解因子。该发现不仅拓展了对融合转录因子多功能性的认知,更为EWS治疗提供了靶向mRNA稳定性机制的新策略。
在儿童和青少年恶性肿瘤中,尤文肉瘤(Ewing sarcoma, EWS)作为第二常见的骨肿瘤一直备受关注。这种侵袭性肿瘤的特征性分子标志是EWSR1::FLI1融合基因,其编码的嵌合转录因子通过重塑表观遗传景观和3D染色质结构驱动肿瘤发生。然而,传统研究多聚焦于该融合蛋白的转录调控功能,对其在转录后调控层面的作用机制知之甚少。比利时列日大学(University of Liege)的研究团队在《Nature Communications》发表的重要研究,首次系统揭示了EWSR1::FLI1通过颠覆mRNA降解通路促进肿瘤发生的新机制。
为全面解析EWSR1::FLI1的生物学功能,研究人员采用了多组学联用策略:通过ActD-RNA-seq和DiffRAC分析在全基因组水平绘制mRNA稳定性图谱;利用Gaussia荧光素酶蛋白互补实验(gPCA)筛选蛋白互作网络;建立KD/rescue细胞模型结合体内外功能实验验证致癌机制;采用分子对接和动力学模拟解析关键结构域互作特征。
EWSR1::FLI1重塑EWS细胞mRNA稳定性景观
通过比较EWSR1::FLI1高表达与敲低细胞的mRNA半衰期,发现772个转录本被显著 destabilized,这些mRNA主要富集于转录调控、RNA剪接和DNA损伤应答通路。代表性靶标如STC2、ATG5等在多种EWS细胞系和间充质干细胞(hMSCs)中验证了EWSR1::FLI1依赖的降解效应。
EWSR1::FLI1通过CNOT2招募CCR4-NOT复合体
gPCA筛选发现EWSR1::FLI1特异性结合CCR4-NOT的CNOT2亚基,互作界面定位在EWSR1-N端前63个氨基酸。结构分析显示该区域含有保守的酪氨酸残基,突变实验证实这些芳香族氨基酸对维持相分离能力和降解活性至关重要。
转录与降解功能的分子解耦
虽然转录和降解功能都依赖EWSR1-LCD的相分离特性,但△63EWSR1::FLI1突变体丧失降解功能却保留转录活性。全基因组分析显示EWSR1::FLI1的转录靶标与降解靶标几乎没有重叠,但共同参与细胞周期等核心通路调控。
HuR介导的mRNA保护机制被劫持
3'UTR分析发现降解靶标富含AU元件(ARE),其中HuR结合位点显著富集。EWSR1::FLI1通过CTAD与HuR的RRM3结构域结合,将正常具有稳定mRNA功能的HuR"改造"为降解辅助因子。这种独特机制使得EWS细胞对HuR抑制剂DHTS异常敏感,IC50显著低于其他肿瘤细胞。
这项研究从根本上改变了人们对EWSR1::FLI1致癌机制的理解,首次揭示其通过整合转录和转录后调控网络驱动肿瘤发生的双重机制。特别重要的是,发现EWSR1::FLI1对HuR功能的颠覆性调控创造了一个独特的治疗窗口——靶向HuR的小分子抑制剂DHTS能选择性杀伤EWS细胞,这为临床转化提供了直接路径。该研究不仅为EWS精准治疗开辟了新方向,更为其他融合转录因子驱动的肿瘤研究提供了范式转移,彰显了RNA代谢调控在癌症治疗中的广阔前景。
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