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【Nat. Commun.】加州大学发现诊疗肺癌的新药物靶点!

发布日期:2024-03-09 07:09    点击次数:126

本文为回荡医学网原创,转载请注明出处

作家:Aria

导读:

KRAS是肺癌的一个常见驱上路分。为了确定KRAS在肺癌中的特异性缺陷,咱们对来自Kras突变小鼠肺癌模子的原生球体进行了RNAi筛选,并发现了一个表不雅遗传调动器含有PHD和RING指域的类生物素1(Ubiquitin-like containing PHD and RING finger domains 1UHRF1)。在东说念主类肺癌模子中,UHRF1被敲除后会遴选性地损害滋长,并只在KRAS突变细胞中指挥凋一火。对UHRF1剔除的KRAS突变体细胞进行全基因组甲基化和基因抒发分析,发现全局DNA低甲基化导致肿瘤禁止基因(TSG)的上调。

7月5日,来自加州大学的盘问团队在《Nature Communications》上发表了名为“UHRF1 is a mediator of KRAS driven oncogenesis in lung adenocarcinoma”的著述,盘问发现UHRF1在KRAS驱动的肿瘤发生中起着枢纽作用,可能是诊疗KRAS突变的NSCLC和/或其他KRAS驱动的癌症的一个有诱导力的药物靶点。

https://www.nature.com/articles/s41467-023-39591-2

盘问布景

01

肺癌是天下上癌症干系厌世的主要原因,约莫30%的非小细胞肺癌(NSCLC)病例是由致癌的KRAS1驱动的。最近,针对特定KRAS等位基因的小分子药物的树立以及在NSCLC患者中使用这些药物的临床检会抑制,从头引发了东说念主们对径直禁止KRAS的风趣。然而,径直靶向KRAS咫尺只对一部分患者可行。此外,大多数患者对径直KRAS禁止产生内在和赢得性耐药性,这标明需要连续补充新门径来禁止KRAS驱动的肿瘤发生针对KRAS驱动的癌症的另一个路线是运用致癌基因的特定缺陷。天然全基因组RNAi或CRISPR/Cas9筛选已被平日用于寻找KRAS特异性依赖,但这些筛选大多局限于在步伐的二维(2D)环境下培养的训练细胞系,可能会错过在其他滋长条目下出现的瑕玷。比拟之下,三维(3D)培养物再现了体内肿瘤的更多特征,因此可能是盘问癌症生物学的一个更好的模子。此外,三维培养物已被发现富含肿瘤养殖细胞(TPCs),这是驱动肿瘤发生、看守和发展的一个细胞亚群。

天然在3D中使用原代肿瘤细胞的功能基因组筛选在技艺上具有挑战性,何况产量有限,但咱们臆测这么的筛选政策可能具有私有的后劲,不错发当今2D筛选中莫得不雅察到的与致癌性KRAS驱动的癌症连络的新依赖性。因此,咱们在三维培养的原生细胞中进行了RNAi筛选,这些细胞来自于Kras激活和p53缺失驱动的肺癌基因工程小鼠模子(GEMM)。

与正常组织比拟,UHRF1是在很多东说念主类癌症中高度抒发的E3泛素聚合酶,并与疾病的快速发展连络。UHRF1在细胞周期S期由DNA甲基转变酶1(DNMT1)介导的半甲基化DNA的甲基化中的作用最为凸起。UHRF1也被以为是在结直肠癌的悉数这个词细胞周期中看守DNA甲基化的必要条目。

盘问经过

02

咱们运用基因工程小鼠模子、来自这些模子的原发性肿瘤细胞的功能缺失RNAi筛选,以及东说念主类非小细胞肺癌细胞系的三维培养,标明UHRF1在KRAS驱动的致癌经过中知道枢纽作用。在体外,在NSCLC的小鼠和东说念主类模子中,UHRF1基因敲除禁止了3D滋长并导致细胞凋一火。在肺癌的GEM模子中,UHRF1的缺失导致肿瘤数目和肿瘤大小减少,并昭着延迟糊口期,即使是在由Kras激活和p53缺失驱动的高侵扰性模子中。事实上,在这些小鼠中,咱们无法检测到UHRF1悉数丧失的任何肿瘤,这标明UHRF1的抒发对肿瘤的发展很进攻。在带有KRAS突变的肺癌患者中,UHRF1的高抒发与肿瘤禁止基因的抒发反干系,并预示着患者的不良糊口率。总之,咱们的数据标明,UHRF1通过指挥TSG运转子区域的高甲基化导致其抒发减少,从而有助于KRAS驱动的肿瘤发生。咱们发现至少有80个肺癌特异性TSG受到UHRF1的调动。其中很多TSG是WNT/β-catenin路线的禁止剂或参与激活凋一火的基因。天然UHRF1驱动的这些TSG的有限子集在体外的肺癌细胞系中也曾被阐明,但在这里咱们讲解注解UHRF1对TSG的抒发有更平日的影响。咱们假定,这种对大量TSG的平日影响是UHRF1在肺癌中知道作用的原因。

甲基化驱动的致瘤表型在结肠直肠癌(CRC)中得到了最佳的刻画,先前的盘问也标明,UHRF1在CRC中起到了介导这些效应的作用。独无意讲,KRAS也被讲解注解在体外驱动CRC细胞的TSG运转子高甲基化。总的来说,咱们的抑制标明,肺癌中受UHRF1调控的TSG与CRC中被以为受UHRF1调控的TSG不重复,可能是由于组织特异性的影响。

UHRF1和KRAS之间的机制连络仍有待悉数了解。昔日,UHRF1被掂量为肺癌中KRAS的转录靶点,使用丰富的调动子分析(VIPER)造谣臆测卵白活性。最近的一项盘问,使用VIPER和CRISPR筛选的组合,也发现UHRF1是胰腺癌中最进攻的基因之一,标明这种主要由KRAS驱动的癌症对UHRF1有杰出的依赖性。在胰腺癌的小鼠模子中,Kras G12D的过度抒发被讲解注解不错指挥Uhrf1的抒发,而在东说念主类胰腺导管腺癌( PDAC )细胞系中,KRAS的敲除镌汰了UHRF1的卵白水平。与这些抑制一致,咱们暴露KRAS敲除导致东说念主类KRAS突变的肺癌细胞系中UHRF1 mRNA和卵白抒发减少。然而,伴跟着环卵白B1和D1的减少以及流式细胞仪的细胞周期分析,标明这些细胞处于G1期。UHRF1的抒发昔日被讲解注解是依赖于细胞周期的,并在S和G2期达到峰值,因此,UHRF1卵白的亏空可能是细胞周期停滞在G1期的抑制,而不是KRAS耗竭的径直效力。与这一假定一致,咱们不雅察到在瞬时抒发致癌KRAS后,KRAS野生型细胞系的UHRF1卵白水平莫得增多。此外,UHRF1的抒发被讲解注解是由叉头盒眷属转录因子(FOXM1)和细胞周期干系转录因子1(E2F1)驱动的,这两者皆是受细胞周期调动。值得夺主张是,UHRF1本人的缺失也被讲解注解会影响细胞周期的进展,咱们不雅察到的UHRF1敲除导致DNA挫伤水平的增多和细胞在S期的积贮也复旧了这少量。这种影响在KRAS突变型NSCLC细胞中也比在KRAS野生型NSCLC细胞中更昭着,这标明前者可能对未经管的DNA双链断裂在S期的积贮更敏锐。

天然UHRF1的抒发一般被以为所以细胞周期依赖性的形势调动的,但KP小鼠肺部肿瘤的免疫荧光成像暴露Uhrf1存在于细胞周期的不同阶段,包括G1和G0,这标明其在肺癌中的细胞周期依赖性抒发被打消。因此,咱们假定UHRF1被突变的KRAS调控至少是部分孤苦于细胞周期的。然而,UHRF1的这种抒发改变果深切机制将需要进一步拜谒。

咱们发现两个肺部细胞系之间受KRAS敲除的各别性甲基化险些莫得重复,同期夺目到与对照组细胞比拟,双核甘酸(CpG)甲基化的变异性昭着增多。作家还讲解注解,由KRAS驱动的甲基化变化是孤苦于典型的丝裂原活化卵白激酶(MAPK)信号的,指向了其他效应因子。咱们的不雅察标明,在肺癌中,UHRF1可能是KRAS的一个潜在效应器,介导其在DNA甲基化的作用。

先前的盘问标明,在RAS驱动的癌症的临床前模子中,将禁止表不雅遗传调动器与禁止MAPK激酶(MEK) 或磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)相勾通是有用的,复旧表不雅遗传调动器可能有助于KRAS驱动的致癌的一般认识。与此一致,咱们在此标明,UHRF1的基因消融与KRAS G12C、MEK或PI3K的药物禁止相勾通,在体外KRAS突变的肺癌细胞中产生协同抗增殖作用。因此,咱们的使命标明,共同针对UHRF1和KRAS可能组成一种可行的诊疗KRAS突变癌症的门径。

盘问论断

03

抑制标明,UHRF1在KRAS驱动的肿瘤发生中起着枢纽作用,可能是诊疗KRAS突变的NSCLC和/或其他KRAS驱动的癌症的一个有诱导力的药物靶点。

参考辛勤:

https://www.nature.com/articles/s41467-023-39591-2

注:本文旨在先容医学盘问进展,不可看成诊疗决策参考。如需赢得健康辅导,请至正规病院就诊。

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