胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）是恶性程度最高的原发性脑肿瘤，患者中位生存期低于15个月。GBM肿瘤细胞具有高度异质性，而其中胶质母细胞瘤干细胞（glioblastoma stem cell, GSC）具有自我更新、细胞分化及肿瘤起始能力，控制肿瘤的生长和治疗抵抗。因此，筛选GSC的关键靶点，阐明肿瘤干细胞调控的新机制，进而靶向清除GSC，可能为GBM的治疗提供新的思路。

北京时间2024年3月19日，西湖大学生命科学学院谢琦、深圳湾实验室李磊及匹兹堡大学Jeremy N. Rich共同通讯在Cell Discovery杂志发表题为“RBBP6 maintains glioblastoma stem cells through CPSF3-dependent alternative polyadenylation”的研究论文。该研究利用体内结合体外的CRISPR-Cas9筛选策略发现泛素连接酶RBBP6通过调控可变多聚腺苷酸化促进GSC的增殖、自我更新及肿瘤生长。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41421-024-00654-3

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泛素化是一种重要的翻译后修饰，参与调控肿瘤的发生、发展、转移及复发，是肿瘤治疗的潜在靶点。因此该研究构建了一个靶向去泛素化酶和泛素连接酶的CRISPR-Cas9文库，为了克服体外单一细胞培养条件与体内的巨大差异，采用体内和体外CRISPR-Cas9筛选相结合的策略，发现泛素连接酶RBBP6是调控GSC的关键分子。进一步验证实验证明RBBP6敲除抑制GSC的增殖及自我更新（图1）。

图1 ：CRISPR-Cas9筛选发现RBBP6是维持GSC的重要分子

为阐明RBBP6调控GSC的分子通路，作者通过RNA-seq发现RBBP6调控MYC信号通路及MYC的表达。进一步研究发现RBBP6调控mRNA的可变多聚腺苷酸化，RBBP6敲低使得MYC的竞争性内源性RNA（ceRNA）的3’UTR缩短（不影响MYC的3’UTR长度），释放出游离的miRNA抑制MYC的表达，进而抑制胶质母细胞瘤的生长（图2）。

图2： RBBP6通过控制mRNA的可变多聚腺苷酸化调控MYC的表达

为阐明RBBP6调控可变多聚腺苷酸的分子机制，通过免疫沉淀偶联质谱分析发现RBBP6与可变多聚腺苷酸化修饰调控因子CPSF3互作，介导其K63多聚泛素化修饰并稳定其蛋白水平（图3）。

图3: RBBP6 通过介导CPSF3的K63多聚泛素化促进其稳定性

为探索靶向RBBP6/CPSF3-APA-MYC轴治疗GBM的可能性，作者研究发现敲除RBBP6或者CPSF3都可以显著抑制小鼠GBM模型中的肿瘤生长，延长荷瘤小鼠生存期。由于暂无针对RBBP6抑制剂，作者利用药物缓释泵向小鼠脑内递送CPSF3抑制剂JTE-607，可以显著抑制肿瘤生长（图4）。

图4：靶向RBBP6/CPSF3抑制GBM生长

综上所述，RBBP6介导可变多聚腺苷酸化调控蛋白CPSF3的K63多聚泛素化。敲除RBBP6加速CPSF3的降解，导致关键癌基因MYC的竞争性内源性RNA（ceRNA）的3’UTR缩短，释放出游离的miRNA抑制MYC的表达，进而抑制胶质母细胞瘤的生长。这项研究确定了RBBP6调控可变多聚腺苷酸化影响MYC的表达，靶向RBBP6-CPSF3轴可以抑制胶质母细胞瘤的生长，为胶质母细胞瘤的潜在治疗靶点提供了支持（图5）。

图5：RBBP6调控GSC的作用模型

西湖大学谢琦研究员、深圳湾实验室李磊研究员、匹兹堡大学Jeremy N. Rich为共同通讯作者，西湖大学博士研究生林鹏、深圳湾实验室博士后陈文燕为本文共同第一作者。

西湖大学谢琦课题组一直从事肿瘤干细胞以及其所在的肿瘤微环境互作的相关研究，从表观遗传学，转录调控水平，翻译后修饰水平以及代谢水平对其进行了系统性研究，取得了一系列的研究成果，研究成果以第一作者或通讯作者身份发表在Cell, Cancer Discovery, Immunity, Nature Neuroscience，Cell Research, Journal of Clinical Investigation等国际著名杂志上， 并多次应邀在干细胞领域顶级杂志Cell Stem Cell 上发表评述和综述文章，详情见实验室主页：https://xieqi.lab.westlake.edu.cn/。欢迎优秀人才加入我们的研究团队推动相关课题。有意者可以email谢琦博士（xieqi@westlake.edu.cn），长期有效。