《Cell》：MYC binding to nascent RNA suppresses innate immune signaling by R-loop-derived RNA-DNA hybrids
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本研究揭示了MYC癌蛋白作为RNA结合蛋白的新功能：在转录应激下，MYC从DNA转向结合新生RNA，通过其RNA结合区域RBRIII形成多聚体，募集核外泌体复合物降解双链RNA和R-loop衍生的RNA-DNA杂合体，从而抑制TLR3-TBK1天然免疫信号通路，促进肿瘤免疫逃逸。这项工作阐明了MYC-RNA相互作用在维持基因组稳定性和抑制免疫激活中的关键作用，为MYC驱动肿瘤生长提供了新机制。
MYC作为最重要的癌蛋白之一，在超过半数的人类肿瘤中异常高表达。传统观点认为，MYC主要通过与MAX蛋白形成异源二聚体，结合基因启动子区的E-box序列，调控大量靶基因的转录，从而驱动细胞增殖、代谢重编程等促癌过程。然而，越来越多的证据表明，MYC的致癌功能并不能完全用其转录调控活性来解释。特别是在胰腺导管腺癌（PDAC）等肿瘤模型中，MYC缺失可导致肿瘤消退，但这种效应依赖于完整的免疫系统，提示MYC在抑制抗肿瘤免疫中扮演着关键角色。研究表明，MYC能够抑制TANK结合激酶1（TBK1）的活性，而TBK1是激活NF-κB和干扰素信号通路的核心分子。MYC缺失导致的TBK1活化依赖于Toll样受体3（TLR3），该模式识别受体可识别双链RNA（dsRNA）以及源自核内R-loop的RNA-DNA杂合体。这暗示MYC可能通过影响dsRNA或R-loop的代谢来抑制先天免疫信号，但具体机制一直不清楚。
另一方面，研究已知MYC和MYCN蛋白除了结合DNA，也能直接结合RNA。MYCN作为核外泌体靶向（NEXT）复合物的组成部分，参与降解无polyA尾的RNA以及内含子来源的新生RNA，从而增强神经母细胞瘤细胞在应激状态下的存活。此外，一部分MYC蛋白以多聚体形式存在，当转录延伸受阻时，MYC会发生相分离形成球状结构，这一过程对基因表达影响不大，但能保护停滞的复制叉免受RNA聚合酶的干扰。这些发现提示，MYC的多聚化可能与其从DNA结合状态转向RNA结合状态有关。
在此项发表于《Cell》杂志的研究中，Leonie Uhl等研究人员深入探究了MYC结合RNA的生物学功能及其在肿瘤发生中的意义。为了回答MYC如何通过RNA结合来调控免疫信号这一科学问题，研究团队运用了多种关键技术方法。主要包括：增强紫外交联免疫共沉淀测序（eCLIP/seCLIP）用于在全基因组范围鉴定MYC结合的RNA及其特征；染色质免疫共沉淀Rx测序（ChIP-Rx）结合spike-in normalization（使用小鼠NIH3T3细胞作为内标）技术精确定量MYC在染色质上的占据情况；DRIPc-seq（DNA-RNA免疫共沉淀耦合cDNA转化测序）技术用于绘制R-loop的全基因组分布；体外相分离和荧光各向异性分析用于验证MYC与RNA的直接结合及其多聚化能力；基于siRNA的高通量筛选筛选调控MYC多聚化的关键因子；以及利用基因工程小鼠胰腺癌模型（KPC模型）进行体内肿瘤生长实验，验证MYC RNA结合功能在肿瘤发生中的必要性。
MYC结合新生RNA
研究人员首先通过CLIP实验证实MYC确实在细胞内结合RNA，并且这种结合具有特异性。测序分析发现，MYC结合的RNA位点有约70%位于内含子区，表明MYC主要结合新生或未加工的转录本。细胞分级实验显示，MYC结合的RNA几乎全部存在于染色质组分中。当使用CDK9抑制剂NVP-2抑制转录延伸后，MYC的RNA结合显著减少，说明MYC在转录过程中或转录后立即结合新生RNA。
MYC在DNA和RNA结合池之间动态平衡
抑制组蛋白伴侣子FACT或剪接体因子SF3B1，会诱导MYC发生相分离和多聚化。ChIP和CLIP平行测序分析发现，在FACT抑制剂CBL0137存在下，MYC从活性启动子区域大量解离，同时其与内含子RNA的结合位点和结合量显著增加。剪接体抑制或核外泌体核心亚基EXOSC5的敲低，也会导致MYC从DNA结合状态向RNA结合状态重新分布，表明未加工内含子RNA的积累会促使MYC从结合DNA转为结合RNA。
MYC多聚体与RNA降解因子在R-loop和dsRNA处共定位
免疫共沉淀实验发现，MYC与核外泌体（EXOSC10）、NEXT复合物（ZCCHC8）、m6A代谢相关蛋白（YTHDC1, RBM15, METTL3）以及多种RNA结合蛋白（FUS, HNRNPC, STRBP）存在相互作用，且这些相互作用不依赖于RNA。在CBL0137诱导形成的MYC多聚体中，这些RNA代谢和降解因子被显著富集。重要的是，研究人员发现双链RNA（dsRNA）和R-loop（RNA-DNA杂合体）也集中在MYC多聚体内。通过稳定表达核定位的RNase H1降解R-loop，可以显著抑制CBL0137诱导的MYC多聚化，证明R-loop促进了MYC的多聚体形成。
MYC是一种多价RNA结合蛋白
通过肽段微阵列技术，研究者在MYC蛋白上鉴定出四个RNA结合区域（RBR I-IV），其中RBRIII（围绕MYCBox IV）的结合能力最强。体外结合实验表明，重组MYC蛋白能以微摩尔级的亲和力直接结合单链RNA。研究人员构建了RBRIII关键碱性氨基酸突变的MYC突变体（RBRIIIMUTMYC），该突变体丧失了RNA结合能力，但其核定位、与HCF-1的结合以及启动子区域的染色质结合能力与野生型MYC（WT MYC）无异。然而，RBRIIIMUTMYC结合新生RNA、形成多聚体以及招募EXOSC10到R-loop的能力均严重受损。
RBRIII对于抑制先天免疫信号至关重要
在人类结肠癌和胰腺癌组织样本中，均检测到高水平的MYC多聚体，而在癌旁正常组织中几乎检测不到。在胰腺癌KPC细胞中，虽然WT MYC和RBRIIIMUTMYC在体外培养条件下都能同等程度地促进细胞增殖，但在免疫健全的小鼠体内模型中，表达RBRIIIMUTMYC的肿瘤生长能力较WT MYC组下降了94%。分子机制上，RBRIIIMUTMYC无法有效抑制TBK1的自磷酸化及其下游信号（如P62磷酸化和LC3脂化）。RNA-seq分析进一步揭示，RBRIIIMUTMYC在抑制NF-κB、视黄酸受体和干扰素调节因子（Irf1）等驱动的先天免疫相关基因表达方面存在缺陷。
RBRIII是MYC结合R-loop和抑制RNA-DNA杂合体所必需的
TLR3可通过其衔接蛋白TRIF识别配体。邻近连接实验（PLA）显示，在MYC缺失的细胞中，TRIF与TLR3的相互作用增强，而重新表达WT MYC可抑制此作用，RBRIIIMUTMYC的抑制能力则较弱。TLR3的CLIP测序表明，MYC缺失后，TLR3结合的RNA数量增加，其中与R-loop重叠的RNA也增多。虽然RBRIIIMUTMYC仍能部分抑制dsRNA在TLR3上的加载，但它完全丧失了阻止RNA-DNA杂合体在TLR3上积累的能力。DRIPc-seq结果显示，在表达RBRIIIMUTMYC的细胞中，MYC靶基因内含子区的R-loop信号显著高于WT MYC组，且这些R-loop来源的RNA-DNA杂合体在MYC缺失时会结合TLR3。敲低EXOSC10也会导致MYC结合基因位点的R-loop水平升高，并且WT MYC与EXOSC10在抑制R-loop积累上存在协同作用。
研究结论与意义
本研究系统地阐明了MYC作为一种多价RNA结合蛋白的新功能，并揭示了其通过结合RNA发挥致癌作用的全新机制。核心结论是：在转录应激条件下，MYC通过其RBRIII区域从染色质上的转录调控因子转变为新生RNA的结合蛋白，进而发生多聚化。MYC多聚体作为一个枢纽，募集核外泌体等RNA降解机器至双链RNA和R-loop处，及时清除这些异常核酸结构。特别是，通过降解R-loop来源的RNA-DNA杂合体，MYC有效阻止了其泄漏至胞质并被TLR3识别，从而避免了TBK1介导的先天免疫通路激活和随之而来的抗肿瘤免疫反应。
这项工作的重要意义在于：首先，它揭示了MYC抑制肿瘤免疫监视的直接分子机制，将MYC的RNA结合功能与其介导的免疫逃逸紧密联系起来。其次，研究发现MYC的转录激活功能（依赖DNA结合）与其抑制免疫信号的功能（依赖RNA结合）是可分离的，这为靶向MYC的癌症治疗提供了新的思路，即特异性抑制MYC的RNA结合或相分离能力，可能在不影响正常细胞MYC生理功能的前提下，解除肿瘤的免疫抑制屏障。最后，该研究强调了R-loop代谢在肿瘤免疫调控中的重要性，为理解肿瘤细胞如何维持基因组稳定性并逃避免疫系统攻击提供了新视角。
