北京時(shí)間11月13日凌晨，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Cancer Cell在線發(fā)表中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）李林、耶魯大學(xué)吳殿青和國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心、復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院李昊團(tuán)隊(duì)的合作研究成果。團(tuán)隊(duì)在室管膜瘤臨床樣品研究中首次發(fā)現(xiàn)CXorf67蛋白可以作為兒童顱內(nèi)PFA型室管膜瘤使用PARP抑制劑的一個(gè)重要生物標(biāo)志物，并發(fā)現(xiàn)PARP抑制劑聯(lián)合放療是治療兒童顱內(nèi)PFA型室管膜瘤的有效手段。
室管膜瘤（Ependymoma）是兒童顱內(nèi)常見(jiàn)的腦腫瘤，好發(fā)于幕下后顱窩，其中以PFA（posterior fossa group A，顱后窩類A）亞型的發(fā)病率及惡性程度為最高，主要發(fā)生在平均年齡為3歲的兒童中，約40%不可治愈。室管膜瘤目前以手術(shù)和放療為主要的治療手段，但缺乏有效的化療藥物，尤其是三歲以下的嬰幼兒，因無(wú)法接受放療，術(shù)后整體預(yù)后較差，因此尋找有效的靶向性治療藥物成為了神經(jīng)外科學(xué)界治療該型腫瘤的一個(gè)難題。
團(tuán)隊(duì)前期在研究Wnt信號(hào)調(diào)控DNA損傷修復(fù)時(shí)，通過(guò)磷酸化質(zhì)譜，鑒定到CXorf67可能參與DNA損傷修復(fù)。CXorf67（chromosome X open reading frame 67）基因位于染色體的Xp11.22位置，只有一個(gè)外顯子，編碼503個(gè)氨基酸。CXorf67在絕大多數(shù)的細(xì)胞和組織中都不表達(dá)或表達(dá)極低，但有報(bào)道CXorf67在室管膜瘤的PFA亞型中普遍高表達(dá)。2019年有報(bào)道CXorf67可參與調(diào)節(jié)組蛋白甲基化（H3K27me3）水平，但是CXorf67是否參與DNA損傷修復(fù)，及其分子機(jī)制仍未有研究。
研究人員首先通過(guò)生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)CXorf67高表達(dá)的細(xì)胞對(duì)DNA損傷試劑更加敏感，進(jìn)一步通過(guò)免疫沉淀-質(zhì)譜分析，發(fā)現(xiàn)CXorf67可能結(jié)合的蛋白質(zhì)中含有一系列和DNA損傷修復(fù)相關(guān)的蛋白質(zhì)。隨后，研究人員確認(rèn)CXorf67確實(shí)可以響應(yīng)DNA損傷信號(hào)，富集到染色質(zhì)上；并且，通過(guò)比較CXorf67野生型和基因敲除型細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)CXorf67抑制DNA損傷修復(fù)過(guò)程。隨后，利用DNA損傷修復(fù)途徑的報(bào)告基因系統(tǒng)，研究人員發(fā)現(xiàn)CXorf67主要通過(guò)調(diào)控同源重組修復(fù)途徑來(lái)抑制DNA損傷修復(fù)過(guò)程。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)CXorf67通過(guò)和BRCA2蛋白競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合PALB2蛋白，從而抑制了BRCA2-PALB2復(fù)合物參與介導(dǎo)的同源重組修復(fù)。
聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(Poly (ADP-ribose) polymerase；PARP)是一個(gè)蛋白酶，它在DNA修復(fù)以及細(xì)胞分化與死亡等多種基本的生命活動(dòng)中扮演重要角色，也是近年來(lái)生物學(xué)和醫(yī)藥領(lǐng)域備受矚目的一個(gè)腫瘤治療靶標(biāo)。PARP抑制劑阻斷DNA單鏈斷裂修復(fù)時(shí)，DNA復(fù)制產(chǎn)生雙鏈，如果這時(shí)腫瘤細(xì)胞的DNA雙鏈同源重組修復(fù)存在缺陷，那么細(xì)胞就無(wú)法進(jìn)行DNA修復(fù)，從而死亡；而正常細(xì)胞的DNA同源重組修復(fù)沒(méi)有缺陷，所以不會(huì)被殺死，這樣PARP抑制劑就能特異性殺死腫瘤細(xì)胞。目前，已有靶向PARP的抑制劑被批準(zhǔn)用于臨床上治療乳腺癌和卵巢癌等存在同源重組缺陷的腫瘤。CXorf67抑制DNA同源重組修復(fù)，所以理論上CXorf67高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞可能會(huì)對(duì)PARP抑制劑敏感。研究人員為了證實(shí)這一點(diǎn)，首先通過(guò)比較CXorf67野生型和敲除型細(xì)胞，以及在敲除型細(xì)胞中回補(bǔ)CXorf67等方法，驗(yàn)證CXorf67的高表達(dá)確實(shí)明顯增強(qiáng)了細(xì)胞對(duì)PARP抑制劑的敏感性。隨后，研究人員建立了室管膜瘤病人原代細(xì)胞系和人源腫瘤異種移植模型，結(jié)果同樣證實(shí)CXorf67高表達(dá)的腫瘤對(duì)PARP抑制劑具有更高的敏感性。而且，CXorf67增強(qiáng)PARP抑制劑對(duì)腫瘤的殺傷作用在與放射性治療聯(lián)合使用時(shí)更為顯著。這些研究一致表明CXorf67可以作為一個(gè)生物標(biāo)志物，用于指導(dǎo)PFA型室管膜瘤的靶向PARP的治療。
分子細(xì)胞卓越中心李林研究員、耶魯大學(xué)吳殿青教授和國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心、復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院李昊主任是該文章的共同通訊作者，博士研究生韓記昌、余蒙、柏亦沁和復(fù)旦兒童醫(yī)院余建忠醫(yī)師為共同第一作者。該研究獲分子細(xì)胞卓越中心曾嶸研究員、細(xì)胞分析技術(shù)平臺(tái)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)等支持。
圖示： CXorf67作為一個(gè)重要的生物標(biāo)志物，可以用于指導(dǎo)PFA腫瘤的靶向治療。CXorf67低表達(dá)或無(wú)表達(dá)的PFA型室管膜瘤中，同源重組修復(fù)正常進(jìn)行，腫瘤細(xì)胞存活（左）； 而CXorf67高表達(dá)的PFA型室管膜瘤中，同源重組修復(fù)途徑被抑制，這時(shí)用PARP抑制劑藥物處理，腫瘤細(xì)胞即被殺死（右）。
