Molecular Cancer| FBW7靶向m6A结合蛋白YTHD2抑制卵巢癌进展
2022.05.26
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卵巢癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一,手术治疗及联合化疗为主要治疗手段,但晚期卵巢癌的死亡率仍然较高。因此,了解其潜在的致病机制对于开发新的治疗策略和改善患者的总体预后至关重要。FBW7属于F-box蛋白家族,是Skp1-Cullin-F-box (SCF)泛素连接酶复合体的底物识别成分,介导不同癌基因蛋白的降解。然而,FBW7在卵巢癌中的进展仍然是未知的。


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一、研究内容

1、FBW7下调与较差的预后及低水平的m6A修饰相关

卵巢癌组织中,FBW7蛋白和mRNA水平显著下调,FBW7低表达与较好的预后相关;FBW7是一个抑癌基因,主要调控癌蛋白的泛素化和降解。研究报道,m6A修饰在生理和病理过程中发挥关键作用,随后研究者选取60例卵巢癌样本检测m6A水平。结果表明,FBW7高表达组,m6A水平上调;并且较好的总生存率与较高的m6A水平显著相关。


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2、肿瘤抑制基因FBW7抑制卵巢癌细胞增殖

体内、体外功能实验表明,过表达FBW7抑制卵巢癌细胞增殖,促进凋亡;干扰FBW7表达,则显著促进细胞增殖、克隆形成。


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3、FBW7诱导YTHDF2泛素化和蛋白酶体降解

为了进一步挖掘FBW7介导的m6A修饰调控机制,通过COIP-MS鉴定FBW7互作蛋白,分析发现YTHDF2与FBW7相互作用;COIP,免疫荧光染色分析发现,YTHDF2与FBW7相互作用可能发生在细胞质。

FBW7是SCF E3泛素连接酶的一个组成部分,为了确定FBW7是否通过相互作用调节YTHDF2蛋白稳定性。研究者将FBW7过表达质粒瞬转到卵巢癌细胞,YTHDF2蛋白显著下调;然而,MG132蛋白酶抑制剂处理后YTHDF2蛋白下调被逆转。另外,放线菌酮处理FBW7过表达细胞,缩短了YTHDF2蛋白半衰期;FBW7促进YTHDF2泛素化介导蛋白降解,调控m6A修饰系统。


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4、YTHDF2与FBW7表达及卵巢癌预后呈负相关

YTHDF2作为肿瘤抑制因子FBW7降解的底物,作者进一步研究了两者的相关性。研究表明,卵巢癌组织中YTHDF2的mRNA和蛋白水平显著上调,与FBW7表达呈负相关,且YTHDF2高表达与较差的预后相关。


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5、癌基因蛋白YTHDF2促进卵巢癌的发展

体内、体外实验表明,抑制YTHDF2可以显著抑制卵巢癌细胞增殖、克隆形成、肿瘤生长,促进凋亡;YTHDF2过表达显著促进细胞增殖、集落形成,贴壁不依赖性生长;敲除YTHDF2显著减弱FBW7缺失诱导的细胞增殖和集落形成能力。因此,YTHDF2可能导致卵巢癌的发生;FBW7通过诱导蛋白降解抑制卵巢癌的发生,从而降低YTHDF2致癌活性。


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6、BMF作为FBW7-YTHDF2级联效应因子

研究表明,YTHDF2促进m6A修饰转录本降解,作者检测了是否FBW7通过抑制YTHDF2调控细胞m6A修饰。通过LC-MS/MS分析发现,抑制YTHDF2显著上调m6A水平;过表达FBW7上调m6A水平,FBW7表达与m6A呈正相关;FBW7介导的m6A丰度调节依赖于YTHDF2。

RNA-seq分析表明,抑制YTHDF2细胞中,348个基因上调,320个基因下调;meRIP-seq分析YTHDF2抑制细胞及对照,m6A peak主要位于CDS区,m6A motif序列为GGAC[U/A],表明在卵巢癌中YTHDF2可能与m6A结合。通过整合分析RNA-seq和m6A-seq结果,YTHDF2抑制细胞中,25个基因有39 peak被上调,其中BMF的peak显著富集;

进一步证实,YTHDF2敲除显著上调BMF mRNA表达水并延长其半衰期,说明BMF mRNA可能是YTHDF2降解的靶点。m6A修饰在YTHDF2诱导的mRNA降解中扮演重要作用,是否抑制m6A修饰能够稳定BMF mRNA?甲基化抑制剂DAA处理卵巢癌细胞,BMF mRNA水平显著上调,表明甲基化对BMF mRNA的降解至关重要。


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RIP证明了YTHDF2与BMF的互作。YTHDF2过表达降低了BMF的表达。YTHDF2对细胞增殖和凋亡的影响可以通过恢复BMF表达逆转。此外,FBW7过表达与YTHDF2下调一样,显著诱导BMF mRNA表达,这是由于FBW7降解YTHDF2。此外,FBW7的过表达或敲除YTHDF2增加了BMF pre-mRNA  m6A修饰的水平。FBW7介导的BMF调控依赖于YTHDF2。作者也揭示了在卵巢癌组织中BMF的表达与YTHDF2表达呈负相关,而与FBW7表达呈正相关。上述结果表明,在卵巢癌中,FBW7与YTHDF2相互作用并通过泛素化降解该蛋白,从而促进BMF表达。。


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二、小结

FBW7通过拮抗YTHDF2介导的BMF mRNA降解,从而抑制肿瘤的发生和发展。该研究表明YTHDF2是潜在的癌症治疗靶标,为靶向治疗癌症提供了新的思路。


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