4月15日，國際學(xué)術(shù)期刊The Journal of Clinical Investigation在線發(fā)表了中國科學(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）惠靜毅研究組、中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所王澤峰研究組以及復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院附屬華山醫(yī)院楊柳松主任醫(yī)師合作的最新研究成果“Upregulated YB-1 protein promotes glioblastoma growth through a YB-1/CCT4/mLST8/mTOR pathway”。該研究發(fā)現(xiàn)RNA結(jié)合蛋白YB-1在神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的高表達(dá)打破了細(xì)胞中蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)平衡，揭示了其激活mTORC1和mTORC2通路的作用途徑，并發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)性RNA寡核苷酸可以通過靶向YB-1在體外與體內(nèi)有效抑制神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤生長。
神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種高度致死的常見原發(fā)性腦腫瘤。盡管采取了手術(shù)、放射、化學(xué)治療等手段進(jìn)行醫(yī)療干預(yù)，但是患者的5年生存率仍低至5.1%，平均生存時(shí)間僅為15-23個(gè)月。因此，發(fā)現(xiàn)促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤發(fā)生的關(guān)鍵的分子與通路，并揭示它們的作用機(jī)制，將有助于獲得可用于早期診斷與臨床治療的靶標(biāo)。很多證據(jù)表明RNA結(jié)合蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。但是，人們針對(duì)它們?cè)谀[瘤中的具體功能、作用途徑以及靶向策略的理解仍很有限。人類Y-box結(jié)合蛋白1（YB-1）是冷休克蛋白家族的一員，帶有一個(gè)在進(jìn)化上高度保守并能結(jié)合核酸的冷休克結(jié)構(gòu)域。YB-1在包括神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等多種腫瘤組織中高表達(dá)；然而，它在神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的作用機(jī)制與功能尚不清楚。
在這項(xiàng)研究中，研究者們首先發(fā)現(xiàn)YB-1蛋白水平在癌旁組織中表達(dá)很低，而在神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織中高表達(dá)，并預(yù)示了較差的預(yù)后。接著，采用多組學(xué)的研究手段，利用神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系、病人來源的腫瘤干細(xì)胞株以及異種移植小鼠模型，發(fā)現(xiàn)YB-1蛋白通過多種RNA調(diào)控途徑破壞細(xì)胞中的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)平衡從而促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤體外與體內(nèi)生長。YB-1能夠結(jié)合CCT/TRiC蛋白分子伴侶復(fù)合物成員CCT4 mRNA的5’ UTR促進(jìn)其翻譯，CCT4增強(qiáng)了mTORC1和mTORC2共同組分mLST8蛋白質(zhì)的折疊，進(jìn)而激活mTORC1和mTORC2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。此外，YB-1蛋白還可以通過結(jié)合自身mRNA促進(jìn)蛋白翻譯，構(gòu)成了一個(gè)其自身激活的正反饋通路。在臨床樣本中，YB-1、CCT4和mLST8蛋白水平以及mTOR激活之間都呈正相關(guān)，并與患者的生存呈顯著負(fù)相關(guān)。
值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)利用了之前惠靜毅研究組以及與其他團(tuán)隊(duì)合作的研究成果中YB-1-RNA相互作用的特性與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（Nucleic Acids Res, 2012, 2015; J Biol Chem, 2019），設(shè)計(jì)了針對(duì)YB-1的RNA decoy寡核苷酸。結(jié)果顯示，這類競(jìng)爭(zhēng)性的寡核苷酸不僅可以抑制CCT4/mLST8/mTOR信號(hào)通路的激活，還能有效減少神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤干細(xì)胞的自我更新、增殖以及小鼠體內(nèi)成瘤能力，延長了小鼠存活時(shí)間，說明靶向YB-1的RNA decoy寡核苷酸具有較好的抑癌功能。
綜上所述，這項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)了RNA結(jié)合蛋白YB-1是神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的一個(gè)潛在重要靶標(biāo)，揭示了一個(gè)之前未知可以促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤生長的YB-1/CCT4/mLST8/mTOR通路，并為今后通過靶向YB-1及其下游mTOR通路治療神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的臨床應(yīng)用提供了策略。
分子細(xì)胞卓越中心博士研究生王金柱、劉慧和王偉康、朱弘碩士和上海市腦科學(xué)與腦智能研究中心攸璞博士為該論文共同第一作者；分子細(xì)胞卓越中心惠靜毅研究員、中科院上海營養(yǎng)與健康研究所王澤峰研究員和復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院附屬華山醫(yī)院楊柳松主任醫(yī)師為共同通訊作者；該研究得到南京醫(yī)科大學(xué)汪秀星教授、同濟(jì)大學(xué)施裕豐教授、中山大學(xué)張弩教授、北京大學(xué)黃超蘭教授、分子細(xì)胞卓越中心曾嶸研究員、上海交通大學(xué)黃旲教授、上海市腦科學(xué)與腦智能研究中心李開誠教授等以及華山醫(yī)院同仁們的支持與幫助。特別感謝分子細(xì)胞卓越中心公共技術(shù)中心動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)以及細(xì)胞分析技術(shù)等平臺(tái)的大力支持。該項(xiàng)研究得到中科院、基金委以及科技部等的經(jīng)費(fèi)支持。
文章鏈接：https://www.jci.org/articles/view/146536
發(fā)現(xiàn)YB-1/CCT4/mLST8/mTOR通路促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤生長
