表觀遺傳團(tuán)隊在《Science Advances》揭示組蛋白H3.3突變促進(jìn)腫瘤發(fā)生的機(jī)制
組蛋白H3是遺傳物質(zhì)的基本單位核小體的主要組成之一，其尾部含有多種組蛋白翻譯后修飾，并且參與調(diào)控多種生物學(xué)過程。近年來，多個科研團(tuán)隊陸續(xù)在腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)組蛋白H3上高頻發(fā)性“驅(qū)動性突變”（Driver mutations）的存在，包括高級別少兒腦瘤中的K27M以及G34R/V突變，軟骨細(xì)胞瘤中的K36M突變以及骨巨細(xì)胞瘤中的G34W/L突變等。
近日，復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院郭睿副研究員與哈佛大學(xué)Shi Yang教授、St Jude兒童研究醫(yī)院Suzanne J. Baker教授等合作，發(fā)現(xiàn)并證明了染色質(zhì)識別蛋白RACK7能夠識別組蛋白H3.3G34R突變，并且抑制主要組織特異性抗原復(fù)合物（major histocompatibility complex，MHC）II分子的產(chǎn)生以及細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)過程，闡述了組蛋白H3.3G34R突變促進(jìn)腫瘤發(fā)生的一種可能的分子生物學(xué)機(jī)制。7月17日，相關(guān)成果以“RACK7 recognizes H3.3G34R mutation to suppress expression of MHC class II complex components and their delivery pathway in pediatric glioblastoma”為題在線發(fā)表于Science Advances雜志上。
H3.3G34R突變主要發(fā)生在少兒膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（Glioblastoma multiforme ，GBM）病人組織中，世界衛(wèi)生組織WHO根據(jù)腫瘤的惡性程度將腦部腫瘤分為四級，GBM屬于惡性程度最高的IV級腦瘤，它是最常見的實體腦瘤之一，五年生存率不足5%。H3.3G34R突變在腦瘤中的作用機(jī)制的研究對于GBM的治療具有重要意義。
研究團(tuán)隊通過體外純化重組蛋白，發(fā)現(xiàn)RACK7可以在體外特異性的識別含有H3.3G34R突變的多肽以及重組核小體。并證明RACK7的PHD結(jié)構(gòu)域是識別H3.3G34R突變的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域。隨后，研究團(tuán)隊從少兒膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中分離純化培養(yǎng)得到含有H3.3G34R突變的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系。在兩例H3.3G34R細(xì)胞系中RACK7均可以結(jié)合染色質(zhì)，而通過CRISPR/Cas9方法將H3.3G34R突變更正為野生型H3.3后，RACK7對染色質(zhì)的特異性識別顯著降低。為了進(jìn)一步驗證RACK7與H3.3G34R的關(guān)系，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)將H3.3G34R更正為H3.3野生型或者敲除RACK7會造成相同基因的表達(dá)變化，主要包括MHC II分子，其伴侶蛋白CD74， CIITA以及囊泡相關(guān)基因。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)是由于在H3.3G34R細(xì)胞中RACK7識別MHC II分子的關(guān)鍵調(diào)控基因—CIITA和囊泡基因染色質(zhì)所致。MHC II分子是T細(xì)胞調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫過程的主要參與分子之一，在抗原提呈細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞等細(xì)胞中表達(dá)。新生成的MHC II分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上被組裝之后，通過多種囊泡結(jié)構(gòu)，依次轉(zhuǎn)運(yùn)加工直至插入細(xì)胞膜中，被CD4+ T淋巴細(xì)胞所識別，并參與免疫反應(yīng)。該項研究表明RACK7與H3.3G34R突變相互作用影響MHC II分子合成以及細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的整個過程。
除了抑制MHC II免疫應(yīng)答過程，研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)RACK7通過與組蛋白H3.3G34R突變的相互作用，可以在含有H3.3G34R突變的腫瘤細(xì)胞中抑制細(xì)胞分化相關(guān)基因的表達(dá)。同時，敲除RACK7或者將H3.3G34R突變更正為野生型均可以降低腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移以及侵襲能力。這說明，H3.3G34R招募RACK7可以對少兒膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的腫瘤特性產(chǎn)生影響。
RACK7敲除和將H3.3G34R突變?yōu)镠3.3能夠抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲
綜上所述，該研究鑒定到組蛋白驅(qū)動性突變H3.3G34R的識別子RACK7，并且在腫瘤組織中分離純化得到的H3.3G34R細(xì)胞系中證明該相互作用。該研究首次指出RACK7在H3.3G34R的細(xì)胞中抑制MHC Class II體系免疫應(yīng)答，維持H3.3G34R細(xì)胞的腫瘤特征。RACK7可能成為含有H3.3G34R突變的這一類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的治療靶點(diǎn)。
據(jù)悉，該項研究第一作者為復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院焦芳芳博士、李澤副研究員和郭睿副研究員，郭睿副研究員同時也是論文通訊作者。H3.3G34R少兒膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系由St Jude兒童研究醫(yī)院Suzanne J. Baker教授課題組Chen He博士純化分離完成。
原文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/29/eaba2113
版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實其真實性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com