化疗药物激活AEP切割G3BP1调控骨肉瘤中应激颗粒/核仁/线粒体互作的新机制

本研究针对骨肉瘤（OS）化疗耐药难题，揭示了化疗药物通过激活天冬酰胺内肽酶（AEP）特异性切割应激颗粒（SGs）核心蛋白G3BP1，产生tG3BP1-Ns和tG3BP1-Cs片段，分别调控SG动态平衡、核仁mRNA翻译抑制及线粒体氧化应激缓解的协同机制。该发现为OS及恶性胶质瘤的化疗增敏提供了新靶点（AEP/G3BP1），相关成果发表于《Bone Research》。

　　

骨肉瘤（OS）作为最常见的原发性骨恶性肿瘤，长期困扰着儿童和青少年患者群体。尽管手术联合化疗已显著改善患者生存，但近三十年来疗效进入平台期，耐药复发成为临床痛点。有趣的是，应激颗粒（stress granules, SGs）——这些由RNA-蛋白质复合物组成的无膜细胞器，已被证实在肿瘤应激响应中扮演关键角色。然而，化疗药物如何通过SGs与核仁、线粒体等细胞器对话来促进肿瘤存活的机制始终成谜。

上海交通大学医学院团队在《Bone Research》发表的研究，首次揭示了化疗药物通过激活天冬酰胺内肽酶（asparagine endopeptidase, AEP）特异性切割SG支架蛋白G3BP1，产生具有不同功能的蛋白片段，形成"三位一体"的细胞器协同防御网络。这一发现不仅解释了OS和恶性胶质瘤的化疗耐药机制，更为靶向干预提供了精确的分子靶点。

关键技术方法

研究采用化疗药物（顺铂/阿霉素）处理骨肉瘤（U2OS、143B）和胶质瘤（U87-MG）细胞系，通过免疫荧光追踪SG动态；利用PAR-CLIP测序和RNA免疫共沉淀（RIP-qPCR）解析tG3BP1-Cs的RNA结合特性；结合多核糖体图谱和点击化学（HPG）检测翻译效率；建立原位OS/胶质瘤小鼠模型验证AEP抑制剂RR-11a的增敏效果；临床样本分析来自TCGA数据库和患者组织芯片。

研究结果

化疗药物触发AEP特异性切割G3BP1

顺铂等化疗药物诱导SG组装时，意外发现高浓度下SG数量反常减少。Western blot显示药物剂量依赖的G3BP1切割现象，经质谱和酶切实验鉴定出AEP在N258/N309位点的切割作用。

tG3BP1-Ns调控SG动态平衡

AEP敲除显著增强SG形成，而tG3BP1-Ns（1-258/1-309）通过NTF2L结构域竞争性结合全长G3BP1抑制SG组装，这种"负反馈"机制可能为肿瘤细胞提供生存优势。

tG3BP1-Cs的核仁-线粒体双重调控

tG3BP1-Cs（259-466/310-466）携带保守RNA识别基序CCU[GCU][CG]CU[CG]，在核仁内扣押核糖体蛋白（如RPS4X）mRNA抑制翻译；在线粒体则结合氧化磷酸化基因（如MT-ND1）mRNA，降低氧耗率（OCR）和活性氧（ROS）产生，形成"代谢刹车"效应。

动物模型与临床关联

原位小鼠模型显示AEP敲除使肿瘤对顺铂敏感度提升3倍，而tG3BP1片段回补逆转该效应。临床样本中AEP高表达与G3BP1切割片段水平正相关，且预示OS和胶质瘤患者不良预后。

研究结论与意义

该研究开创性揭示AEP切割G3BP1产生的蛋白片段通过"分头行动"策略：tG3BP1-Ns抑制过度SG组装避免应激损伤，tG3BP1-Cs则同步阻滞核仁翻译和线粒体代谢，形成跨细胞器的协同防御网络。这种机制在OS和胶质瘤中高度保守，解释为何传统化疗易诱发适应性耐药。

从转化医学角度看，研究证实AEP抑制剂RR-11a与化疗联用可显著延长小鼠生存期，为临床提供新组合策略。更深远的意义在于，G3BP1切割产生的"功能片段"范式可能普遍存在于肿瘤应激响应中，为理解细胞器互作网络开辟新视角。值得注意的是，AEP在切割位点选择上展现对无序区域（IDR）的偏好性，这种精确的"分子手术刀"特性使其成为极具潜力的靶向干预靶点。