癌症的發展是一個非常複雜的過程,涉及多個基因和信號通路。在多種人類癌症中,最常見的遺傳改變是TP53突變和PI3K/AKT通路的激活。TP53突變會導致TAp63(p53家族成員)的抑制,TAp63是重要的腫瘤和轉移抑制因子,缺乏TAp63的小鼠會形成高度轉移性腫瘤。
10月14日,在Nature Communications雜誌上發表的一篇新文章中,美國Moffitt癌症中心的研究人員確定了通過TAp63調控的lncRNA激活AKT通路的關鍵機制,並鑑定了兩個致癌lncRNA和它們共同的細胞質效應蛋白。這一研究為這些分子作為依賴TP53突變和/或PI3K/AKT通路腫瘤的治療靶點提供了臨床前依據。
來源:Nature Communications
TAp63通過調控基因的轉錄來發揮對腫瘤和轉移的抑制作用。研究人員此前已證明TAp63的缺失會導致高度轉移性乳腺癌向遠端轉移,他們在小鼠和人類乳腺癌的進展中鑑定出了9種受TAp63調控的致癌長鏈非編碼RNA(TAp63-regulated lncRNAs, TROLL),其中的兩種lncRNA TROLL-2和TROLL-3的高表達與乳腺癌的進展有關,且隨著乳腺癌的進展而增加,在浸潤性乳腺癌樣本中觀察到的水平最高。
值得注意的是,在攜帶突變型p53的腫瘤中,這兩種lncRNA都更為豐富,這表明TROLL-2和TROLL-3可能是p53突變病例中關鍵的乳腺癌進展標誌物。
TROLL-2和TROLL-3是乳腺癌進展的標誌(來源:Nature Communications)
隨後,在評估了多個乳腺組織樣本後,研究人員發現在乳腺癌進展過程中,TAp63的水平降低,而TROLL-2和TROLL-3的水平升高,而且這些變化與支架蛋白WDR26的位置有關。WDR26在正常乳腺組織和小葉增生組織中主要在細胞核中,而在疾病晚期,WDR26則幾乎完全在細胞質中。
WDR26在乳腺組織樣本中的位置(來源:Nature Communications)
而且在多種惡性腫瘤中,與正常組織和良性病變相比,TROLL-2、TROLL-3和WDR26呈高度表達,這與在乳腺癌中的觀察結果一致。
TROLL-2、TROLL-3和WDR26的水平在多種惡性腫瘤中升高(來源:Nature Communications)
進一步的研究發現,TROLL-2和TROLL-3的腫瘤促進特性依賴於WDR26和穿梭蛋白NOLC1。在缺乏TAP63活性的癌細胞中,TROLL-2和TROLL-3與細胞核中的WDR26結合,阻止了WDR26與NOLC1的相互作用,並導致WDR26從細胞核穿梭到細胞質中。在細胞質中,WDR26刺激AKT信號通路,導致細胞遷移和侵襲增加,促進腫瘤的發展。
TROLL-2和TROLL-3的作用機理(來源:Nature Communications)
論文通訊作者Elsa Flores博士總結說:「我們的發現有望推動更有效的癌症進展診斷工具和具有TP53突變和PI3K/AKT通路過度活化的轉移性癌症療法的發展。」
參考資料:
1# Napoli, M., Li, X., Ackerman, H.D. et al. Pan-cancer analysis reveals TAp63-regulated oncogenic lncRNAs that promote cancer progression through AKT activation. Nature Communications (2020)
2# Researchers discover specific molecules that promote cancer progression(來源:MedicalXpress)