近日,亚星221net汪秀星教授与中山大学附属第一医院张弩教授、匹兹堡大学医学中心Jeremy N. Rich教授在《科学·转化医学》(Science Translational Medicine)杂志在线发表题为“MYC基因上游开放阅读框编码的多肽通过结合原肌球蛋白受体激酶B来促进小鼠胶质母细胞瘤生长”(A peptide encoded by upstream open reading frame of MYC binds to tropomyosin receptor kinase B and promotes glioblastoma growth in mice)的封面研究论文。该研究首次发现了MYC相关uORF翻译的肿瘤特异性肽MPEP与TRKB结合进而促胶质母细胞瘤(GBM)的生长。
GBM是颅脑最常见的恶性肿瘤之一,它表现出显著的肿瘤内和微环境异质性,导致治疗失败率和肿瘤复发率高。胶质母细胞瘤干细胞(GSC)具有自我更新和肿瘤起始能力,可加强不同细胞群之间的肿瘤内层次结构。在遗传和表观遗传改变的驱动下,GSC可维持肿瘤生长、侵入正常大脑、逃避免疫监视,并不可避免地导致对常规化放疗的抵抗。对原发性人类GBM样本的基因组分析显示,肿瘤抑制基因(如TP53和PTEN)中经常发生失活突变,导致原癌基因(如MYC)过度表达,这些关键原癌基因调节GSC自我更新和GBM肿瘤发生。因此,针对GSC分子基础的治疗方法开发可以有效改善GBM患者的预后。
短开放阅读框(ORF)是真核DNA的共同特征。但目前尚不清楚uORF编码的短肽是否具有反式作用能力以及它们如何介导肿瘤发生。为了识别胶质母细胞瘤中差异翻译的短uORF,作者通过分析四个患者来源的GSC和一个神经干细胞(NSC)的核糖体印记(Ribosome profiling),发现与MYC mRNA转录本变体2形式相关的uORF的测序丰度在GSC中显著升高,可翻译成大小为114个氨基酸的短肽,命名为MPEP。作者使用表位序列1-MRCWVILIILGIVF-14针对MPEP的N端生成单克隆抗体,并通过免疫印迹法进行验证。作者随后在体内外实验中发现,MPEP可以维持GSC的增殖和自我更新。进一步的机制研究推测MPEP可能和细胞表面受体结合进而激活其下游通路,并且显示MPEP能够与TRKB相互结合,并独立激活TRKB。动物实验证实,抗MPEP治疗可以显著抑制肿瘤进程、延长裸鼠生存期,其治疗效果优于抗TRKB治疗且联合治疗具有协同效果。
Ribosome profiling及当期杂志封面
中山大学第一附属医院李凡滢,高新亚,张茂雷博士后, 南京医科大学博士后顾丹灵,美国克利夫兰医学中心杨楷林医师为本论文共同第一作者。 亚星221net汪秀星教授、中山大学附属第一医院张弩教授和美国匹兹堡大学医学中心Jeremy N. Rich教授为本论文共同通讯作者。 此工作受到国家高层次人才青年项目,江苏省特聘教授,国家自然科学面上基金资助。
(供稿/汪秀星课题组;审核/陈峰、王觉进)