IGF2BP3

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Rainbow 导读： 胃癌（GC）是全球第五常见的癌症，也是与癌症相关死亡的第四大主要原因。 3月6日，南京大学汪俊军、中山大学王红胜共同通讯在期刊《Cell Death & Disease》上在线发表题为“The RNA m 6 A reader IGF2BP3 regulates NFAT1/IRF1 axis-mediated anti-tumor activity in gastric cancer”的研究论文，在这项研究中，研究人员全面调查了m 6 A阅读蛋白IGF2BP3对GC恶性生物学行为的影响，阐明了其分子机制，并提出IGF2BP3可能是GC进展的新治疗靶点。 https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41419-024-06566-0 研究背景 01 胃癌（GC）是全球第五常见的癌症，也是与癌症相关死亡的第四大主要原因。在中国，来自高质量癌症登记处提交的数据估计，2015年全国约有403,000人被新诊断为胃癌，几乎有291,000人死亡。 因此，迫切需要开发新型有效的胃癌治疗靶点。 N 6 -甲基腺苷（m 6 A）是真核生物mRNA中最丰富的化学修饰。m 6 A甲基化是一个动态可逆的过程，由甲基转移酶和去甲基化酶调控。m 6 A结合蛋白能够结合到m 6 A位点，通过调节其核转运、选择性剪接、降解和翻译来影响mRNA的命运。m 6 A甲基化的失调已被证实与多种人类癌症的发生有关。报道了m 6 A甲基转移酶和去甲基化酶的异常表达促进了胃癌的发生和进展。然而，胃癌中m 6 A阅读蛋白的生物学意义及其潜在的分子机制仍不清楚。 干扰素（IFNs）表现出强大的抗肿瘤作用。干扰素调节因子（IRFs）是干扰素信号调控网络中的关键转录因子（TFs）。 作为一种众所周知的肿瘤抑制因子，IRF1在癌细胞中发挥着多种生物学功能，包括抗增殖、诱导凋亡和细胞周期阻滞。 在胃癌患者中，IRF1位点显示高频率的杂合性缺失。人类胃癌中观察到IRF-1位点功能失活点突变。然而，m 6 A甲基化与IRF1之间的相互作用尚未阐明。 活化T细胞核因子1（NFAT1）是主要的NFAT亚型，在免疫系统和炎症反应中发挥重要作用。 越来越多证据显示，NFAT1在各种人类癌症中高表达，并通过调节肿瘤细胞增殖、细胞周期、凋亡、迁移和侵袭等过程参与肿瘤发生和进展。 研究发现 02 IGF2BP3在GC组织中表达显著升高，并与GC患者的不良预后相关。IGF2BP3的沉默显著削弱了GC细胞的迁移和克隆能力，促进凋亡，抑制翻译，并抑制了体外生长和进展。机制上，IGF2BP3以m 6 A依赖的方式调节了活化T细胞核因子1（NFAT1）的mRNA稳定性和翻译。然后，由IGF2BP3诱导的NFAT1作为转录因子（TF）负调控干扰素调节因子1（IRF1）的启动子活性，从而抑制其表达。抑制IGF2BP3诱导的IRF1表达会激活干扰素（IFN）信号通路，发挥其抗肿瘤作用。升高的IGF2BP3通过调节NFAT1/IRF1通路促进了体内外的GC进展。 靶向抑制IGF2BP3可能是GC治疗的潜在方法。 研究结论 03 综上所述，在这项研究中，研究人员全面调查了m 6 A阅读蛋白IGF2BP3对GC恶性生物学行为的影响，阐明了其分子机制，并提出IGF2BP3可能是GC进展的新治疗靶点。 参考资料： https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41419-024-06566-0 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜9月20日-21日 ▶第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！ 点击对应文字 查看详情

恶性胶质瘤(Malignant glioma)是中枢神经系统最常见且最致命的原发性脑肿瘤。目前，胶质瘤患者的标准治疗方案仅限于手术切除和放化疗，中位生存期仅约14个月，预后极差。因此，寻找新的更有效的治疗策略和治疗靶点是胶质瘤临床治疗的迫切需求。溶瘤病毒疗法(Oncolytic Viral Therapy, OVT)是一种备受关注的新型肿瘤免疫治疗手段。溶瘤病毒(Oncolytic Virus, OVs)除了选择性感染裂解肿瘤细胞的直接溶瘤作用外，还可以介导病毒相关抗原和肿瘤新抗原的释放，最终激活机体抗肿瘤免疫实现杀伤肿瘤的效应。该疗法具有“免疫治疗”、“靶向治疗”、“基因治疗”三合一的特点，有望成为新一代抗癌利器。基于I型单纯疱疹病毒(Herpers Simplex Virus-1, HSV-1)骨架的talimogene laherparepvec(T-VEC; Imlygic)是第一款被美国FDA批准的用于治疗晚期黑色素瘤的溶瘤病毒药物。在此基础上，溶瘤单疱病毒(oHSV)已被应用于多种肿瘤，因其天然嗜神经性的特点，神经胶质瘤是其理想的肿瘤治疗模型。然而，oHSV的溶瘤活性不足及其耐药性是限制其广泛应用的主要瓶颈。揭示oHSV如何调节肿瘤微环境是阐明其耐药机制以及增强其溶瘤活性的核心所在。胶质瘤免疫微环境中浸润的免疫细胞主要为髓系细胞，中性粒细胞是其重要组分。中性粒细胞炎性死亡(NETosis)最早于2004年在细菌感染模型中被发现。后续研究发现肿瘤中NETosis发生与病人不良预后密切相关。然而，目前对于中性粒细胞炎性死亡的自身调控机制以及在肿瘤免疫治疗特别是溶瘤病毒疗法中的作用尚不清楚。m6A即RNA中腺苷酸(A)第六位N上发生的甲基化，是真核生物mRNA中丰度最高的表观转录修饰。IGF2BP3是胰岛素样生长因子-II mRNA结合蛋白(IGF2BPs, 包括IGF2BP1/2/3)家族的重要成员，是识别并结合靶RNA的m6A位点的特异性“reader”。然而，到目前为止，IGF2BP3在胶质瘤免疫微环境的作用和机制尚不清楚。2024年1月2日，复旦大学基础医学院药理学系、教育部/卫健委/医科院医学分子病毒学重点实验室、上海市病原微生物与感染前沿科学研究基地束敏峰团队，于期刊Nature Communications发表题为“Overcoming therapeutic resistance in oncolytic herpes virotherapy by targeting IGF2BP3-induced NETosis in malignant glioma”的论文，该研究揭示了溶瘤病毒耐药的关键分子机理及其干预策略。在该研究中，研究人员发现恶性胶质瘤中存在着IGF2BP3/MIB1/FTO正反馈信号轴，该轴能够激活m6A介导的CSF3释放，从而诱导NETosis，进而促进胶质瘤的生长。oHSV治疗会进一步激活IGF2BP3/MIB1/FTO轴，同时促进病毒自身复制。然而，该机制同时也诱导NETosis，最终导致治疗效果降低。通过单样本基因集富集分析，他们观察到神经胶质瘤中IGF2BP3的高丰度表达与浸润性中性粒细胞呈正相关。为了深入研究IGF2BP3对中性粒细胞功能的影响，研究人员建立了三种胶质瘤细胞与不同来源中性粒细胞的体外共培养模型。他们发现IGF2BP3以NETosis依赖的方式促进胶质瘤细胞的生长，而在PAD4-/-小鼠(NETosis缺失)的中性粒细胞中，该作用被消除。与体外实验一致，IGF2BP3过表达增强了野生型小鼠胶质瘤的生长，而在PAD4-/-小鼠中该作用显著降低，表明NETosis在IGF2BP3促进肿瘤生长中起着关键作用。为了深入探究IGF2BP3调控NETosis的机制，研究人员进行了mRNA测序分析，发现IGF2BP3/FTO以m6A依赖方式调控CSF3(中性粒细胞集落刺激因子)，同时“reader”IGF2BP3通过调控“eraser”FTO蛋白降解上调了细胞总m6A水平。通过IGF2BP3 RNA测序和FTO质谱的双组学分析，研究人员找到了E3泛素连接酶MIB1。通过后续一系列实验，研究人员发现IGF2BP3/FTO通过m6A途径调控MIB1。体外共培养实验证实了IGF2BP3/MIB1/FTO轴对NETosis的调控作用。有意思的是，研究人员发现IGF2BP3过表达富集的多条通路与病毒感染相关，其中单纯疱疹病毒感染是最富集的通路。此外，对来自oHSV感染模型的mRNA-seq数据的分析显示，NETosis形成的途径被富集，表明HSV感染与IGF2BP3诱导的NETosis之间存在潜在的关联。后续实验表明，oHSV能够对胶质瘤细胞进行杀伤作用，但会通过上调IGF2BP3诱导NETosis，影响溶瘤病毒治疗效果。因此，研究人员试图寻找一种既能够抑制IGF2BP3表达又能促进oHSV复制的药物。通过一系列药物筛选，最终发现，BET抑制剂JQ1能够显著抑制IGF2BP3诱导的NETosis，并通过将CDK9/RPB-1复合物招募到HSV基因启动子来增强病毒复制。重要的是，该小分子抑制剂被证明能透过血脑屏障，为后续临床试验打下基础(图1)。图1. 靶向抑制IGF2BP3诱导的NETosis克服恶性胶质瘤对oHSV治疗的耐药性综上，该研究揭示了RNA m6A甲基化修饰的“reader”和“eraser”之间内在调控关系，阐明了NET形成的表观机理，发现了溶瘤病毒诱导的NETosis是阻碍其溶瘤潜能的关键检查点，并提出靶向NETosis作为克服溶瘤病毒治疗耐药性的全新策略。该论文的通讯作者为束敏峰(复旦大学基础医学院)和陈菊祥(海军军医大学附属长海医院神经外科)，第一作者为复旦大学基础医学院2019级博士研究生代玮玮。注：文中插图源于 Nature Communications原文链接：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41467-023-44576-2本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Jerry 导读： 溶瘤病毒疗法有望用于癌症治疗，但决定其溶瘤活性的因素尚不清楚。中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)与癌症进展相关，但其形成机制和在溶瘤病毒疗法中的作用仍不清楚。 1月2日，复旦大学束敏峰与海军军医大学陈菊祥教授团队在期刊《Nature Communications》上发表了研究论文，题为“Overcoming therapeutic resistance in oncolytic herpes virotherapy by targeting IGF2BP3-induced NETosis in malignant glioma”。在本研究中，研究人员证明，在胶质瘤中，IGF2BP3的上调增强了E3泛素蛋白连接酶MIB1的表达，通过泛素-蛋白酶体途径促进FTO的降解。这导致m6A介导的CSF3释放和NET形成增加。溶瘤单纯疱疹病毒(oHSV)刺激恶性胶质瘤中IGF2BP3诱导的NET形成。 本研究结果揭示了m6A介导的NET形成的调节，强调了溶瘤病毒诱导的NETosis作为阻碍溶瘤潜力的关键检查点，并提出靶向NETosis作为克服溶瘤病毒疗法耐药性的策略。 https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41467-023-44576-2#Sec11 研究背景 01 胶质母细胞瘤(GBM)是成人最常见和致死率最高的原发性脑恶性肿瘤，由多种肿瘤细胞和非肿瘤细胞组成，共同构成了脑内独特的肿瘤微环境(TME)。 TME中的非肿瘤细胞与肿瘤细胞之间建立了复杂的相互作用，促进肿瘤生长和侵袭，并影响对标准治疗和新兴免疫治疗的反应。胶质瘤TME中最丰富的细胞类型是肿瘤相关髓样细胞(TAMs)，它们具有造血来源，包括单核细胞/单核细胞衍生的巨噬细胞和中性粒细胞。 NETosis是一种中性粒细胞炎症性细胞死亡类型，其特征是形成中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)，由DNA和蛋白质组成，如中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和组蛋白。NETs在各种类型的肿瘤中都被观察到。研究表明，与NETs相关的分子，如高迁移率族蛋白B1(HMGB1)、NE和MMP9，可以诱导癌细胞的增殖和侵袭，促进细胞外基质重塑，并调节其他炎症细胞。虽然一些研究已经描述了NETs在免疫治疗反应中的作用，但NETosis发生的机制以及NETosis对肿瘤免疫治疗的影响尚未完全了解。 研究亮点 02 本研究揭示了U87MG胶质瘤细胞对oHSV感染的敏感性最高。与其他三种胶质瘤细胞株相比，U87MG细胞的这种高度敏感性可能有几个因素。首先，U87MG细胞可能表达了更高水平的细胞表面受体，有利于oHSV感染。这种增强的受体表达可能促进病毒与这些细胞之间的更有效互动，增加它们对感染的易感性。此外，U87MG细胞的免疫状态可能比其他细胞株更有利于oHSV感染。这种免疫优势可能表现为较弱的免疫反应，包括减少抗病毒防御机制，从而为病毒的繁殖和复制创造一个更宽松的环境。 研究表明，抑制m6A可以减弱HSV病毒基因转录。结果表明，IGF2BP3的过度表达可以显著增强oHSV的复制，这表明IGF2BP3引起的整体m6A水平上调可能是oHSV复制的原因。此外，尽管CSF3已被应用于预防或治疗癌症患者的化疗相关性中性粒细胞减少症的支持性治疗，但新兴的研究已经引起了对CSF3对髓系细胞的促肿瘤作用的关注。本研究表明，CSF3中和抗体可以显著减少oHSV诱导的TME内NETosis和肿瘤生存率。 这一发现表明，全身服用CSF3和瘤内注射携带CSF3中和抗体的oHSV可能是一种增强oHSV的抗癌活性的可行方法。 抑制IGF2BP3诱导的CSF3分泌抑制NETosis并降低胶质瘤生存期 增强oHSV溶瘤活性的最佳策略理论上不仅可以增强抗肿瘤免疫反应，还可以促进恶性肿瘤内的病毒复制。研究表明，BET抑制剂通过显著降低IGF2BP3诱导的NETosis，同时促进BRD4与CDK9/RPB-1复合物到HSV基因启动子的招募，从而增强病毒复制，从而满足了这一要求。研究表明，BRD4将CDK9/Rpb1复合物招募到启动子区域以促进基因转录，这与本研究结果一致。 此外，BET抑制剂已被证明可以穿透血脑屏障(BBB)，这表明它们是促进oHSV用于胶质瘤治疗的潜在候选增强剂。 oHSV以IGF2BP3依赖的方式促进NETosis和肿瘤存活 研究结论 03 总之，本研究揭示了胶质瘤进展过程中NETosis的表观遗传机制，以及溶瘤病毒诱导的NETosis的特征。对NETosis的作用和机制的进一步探索不仅可以扩展我们目前对复杂微环境景观的理解，而且可以为这种具有挑战性的疾病的新治疗方法铺平道路。 参考资料： https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41467-023-44576-2#Sec11 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 北京｜12月19日-20日 ▶第四届单细胞测序技术应用研讨会暨单细胞&空间组学研讨会（日程稍后公布） 点击对应文字 查看详情