综述:揭示转posable元件作为癌症驱动因素与治疗靶点

【字体: 时间:2025年09月12日 来源:TRENDS IN Genetics 16.3

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  本综述系统阐释了转座元件(TEs)在癌症中的双重角色:既是基因组不稳定性(L1介导的插入突变)、表观遗传重编程(HERV增强子劫持)和免疫调节(病毒模拟反应)的驱动者,又是肿瘤特异性抗原(TS-TEAs)和免疫治疗靶点(ORF1p/ERV Env)的来源。作者强调需结合单细胞测序(TIPseq)、长读长测序和蛋白组学(Ribo-seq)等技术,在特定细胞语境中解析TE功能,为癌症早诊(cfDNA生物标志物)和联合疗法(DNMTi+免疫检查点阻断)提供新范式。

  

?转座元件(TEs)的再认识:从“垃圾DNA”到癌症关键参与者

近半数人类基因组由转座元件构成,这些曾被视为进化残余的重复序列,如今在癌症研究中展现出动态生物学功能。表观遗传调控失效(如DNA低甲基化、H3K9me3/H3K27me3修饰丢失)导致TE再激活,进而通过多种机制影响肿瘤发生发展。

?TE介导基因组不稳定的双重机制

L1(长散在核元件)作为人类唯一自主转座的逆转录元件,其ORF1p/ORF2p蛋白介导“复制-粘贴”式转座。在结直肠癌中,L1插入可破坏APC等抑癌基因;全基因组分析揭示超过19,000个逆转录事件与癌基因扩增(如断裂-融合-桥循环)相关。但极端TE活动也可能反噬肿瘤:TP53缺失细胞中L1高表达引发复制应激和Fanconi贫血通路激活,而骨肉瘤中高TE插入负荷反而与更好预后相关。针对L1逆转录酶开发的抑制剂(如依非韦伦)已在异种移植模型中证实抗肿瘤效果。

?调控网络的架构师与破坏者

TEs贡献了人类25%的候选顺式调控元件(cCREs),其调控特性具有细胞类型特异性。在癌症中:

  • LTR10元件在结直肠癌中响应MAPK/AP-1信号驱动DNA修复基因表达

  • L1反义启动子在食管癌中激活致癌lncRNA CASC9

  • ERVs可双向调控邻近基因:既可能激活免疫基因(如KZFP),也可能抑制抗肿瘤应答(通过免疫抑制域ISD)

    大规模并行报告基因 assay(MPRA)和CRISPR筛选正加速解析TE调控元件的功能异质性。

?病毒模拟:免疫应答的引爆与逃逸

TE衍生的双链RNA(dsRNA)和胞质DNA激活MDA5/RIG-I和cGAS-STING通路,触发I型干扰素反应。但这种“病毒模拟”可能被肿瘤耐受:

  • ADAR1介导的RNA编辑削弱dsRNA识别

  • XRN1核酸酶降解TE转录本

  • ORF1p蛋白隔离核酸物质

  • HUSH复合物重分配抑制性组蛋白标记

    TP53缺失同时促进TE活化和免疫原性,提示基因背景决定免疫应答走向。

?TE编码蛋白:癌症蛋白组的新大陆

蛋白组学技术揭示TE衍生蛋白的广泛表达:

  • L1 ORF1p成为肿瘤特异性生物标志物(在卵巢癌、膀胱癌中验证)

  • HERV Env蛋白促进细胞融合和干细胞特性

  • 嵌合转录本(如L1PA2-SYT1)与膀胱癌侵袭性相关

    外显子化(exonization)现象产生1,200+新异构体,如Alu元件插入IFNAR2产生的干扰素信号衰减体IFNAR2-S。

?免疫治疗的新靶标库

90-97%肿瘤特异性抗原(TSAs)源于非编码区,其中TE嵌合抗原(TS-TEAs)具有高度共享性:

  • ERV抗原被CD8+T细胞识别并引发细胞毒性反应

  • DNMT抑制剂(地西他滨)增强TS-TEA表达

  • 针对ERV Env的疫苗与免疫检查点阻断(ICB)协同作用

    但胸腺中TE表达可能诱导中枢免疫耐受,且免疫抑制域(ISD)的存在提示需要精准靶向策略。

?临床转化前景与挑战

TE特性提供多重应用场景:

  • 早期检测:血浆ORF1p检测和cfDNA中TE特征分析

  • 联合治疗:DNMTi与ADAR1抑制剂/STING激动剂联用

  • 免疫治疗:CAR-T靶向TE表面抗原、双特异性抗体开发

    当前挑战包括解析TE表达异质性、明确免疫编辑作用,以及开发针对低突变负荷肿瘤(如肉瘤)的TE定向疗法。

该领域正从基础机制研究向临床转化快速推进,最终实现对TE“双刃剑”特性的精准驾驭。

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