世界新资讯：治疗尤文肉瘤潜在新靶点：ETV6基因
撰文 | 王威 责编 | 周叶斌
尤文肉瘤是儿童和青少年第二位高发的原发恶性骨肿瘤。由于对肿瘤发病机制的认识不足，目前临床上对于复发或转移的患者缺乏有效靶向治疗手段，影响了患者的预后。EWS-FLI1基因融合被认为是驱动尤文肉瘤发生的关键基因突变，该融合基因获得结合基因组GGAA微卫星串联重复序列的能力，导致异位基因转录和肿瘤形成。对EWS-FLI1融合基因功能的进一步深入认识，是探索出新临床治疗方案的关键。
(资料图片)
近期，Christopher R. Vakoc团队发表于 Nature Cell Biology 题为 ETV6 dependency in Ewing sarcoma by antagonism of EWS-FLI1-mediated enhancer activation 的文章，通过CRISPR-cas9技术在尤文肉瘤细胞中进行了以转录因子为重点的遗传性筛选，发现ETV6与EWS-FLI1在转录活性上互相竞争结合短串联GGAA重复序列，并证明ETV6失活可以将EWS-FLI1功能由“促癌”转换为“抑癌”，促进细胞的成熟分化进而抑制肿瘤细胞存活，ETV6可能成为未来尤文肉瘤治疗的新靶点。
研究者既往建立了转录因子敲除的sgRNA文库，利用该文库已经在急性髓系白血病，小细胞肺癌，胰腺癌，横纹肌肉瘤中鉴定出多种关键致癌转录因子。本研究使用该sgRNA文库，对3个尤文肉瘤细胞系A673,TC71和RH1进行CRISPR-cas9筛选，发现相较于其它肿瘤类型，ETV6在尤文肉瘤中有独特的基因调控功能。因此研究者对ETV6的分子功能进行了深入探索。
首先，研究者团队发现ETV6调控尤文肉瘤细胞的生长和分化。敲除ETV6基因抑制了肿瘤细胞的体外体内生长，导致细胞周期G1/G0期阻滞；敲除ETV6基因使得异种移植小鼠中的肿瘤细胞有丝分裂细胞减少，上调α-SMA、collagen I等间质细胞标志基因的表达；RNA测序分析发现敲除ETV6基因导致肿瘤细胞向表型更加成熟的“间质细胞”分化。
敲减ETV6驱动尤文肉瘤细胞的间质细胞分化
其次，机制上发现ETV6在尤文肉瘤细胞中分子功能的发挥依赖SOX11及NTRK1。研究团队通过联合分析ChIP-Seq及RNA-Seq测序数据，筛选到313个ETV6特异性抑制表达的基因；随后在A673细胞系中通过全基因组遗传旁路筛选，发现SOX11及NTRK1的表达受ETV6的抑制，是抑制细胞成熟分化的关键分子途径。
ETV6介导的SOX11及NTRK1转录抑制是影响尤文肉瘤细胞活性的关键
ETV6及EWS-FLI1两者都是ETS家族成员，可以结合含GGAA的DNA序列，研究团队发现在敲除EWS-FLI1后，ETV6结合DNA的能力显著下降，ETV6敲除后下调的基因，重新恢复表达的前提是EWS-FL1基因的存在，因此研究者认为EWS-FLI1是ETV6结合GGAA序列的必要因素，然而ETV6与DNA的结合反而阻碍了EWS-FLI1转录活性的全面激活。
ETV6与EWS-FLI1竞争性结合短GGAA串联重复序列
最后，研究团队发现含SAM结构的多肽可抑制ETV6的功能，可能成为尤文肉瘤生物治疗的有效途径。ETV6蛋白的SAM结构域使ETV6形成蛋白聚合体，研究者合成了含85个氨基酸的SAM多肽片段，相比于完整的ETV6，该多肽片段无法结合DNA，不发挥转录活性，但可以和ETV6结合从而限制其功能。当在A673细胞中表达SAM多肽时，细胞的增殖活性、ETV6的转录活性、肿瘤细胞在小鼠体内的生长均被抑制。
SAM多肽通过抑制ETV6的功能重编程EWS-FLI1下游基因并阻断小鼠体内尤文肉瘤生长
综上，研究团队利用CRISPR-cas9筛选发现ETV6是尤文肉瘤中功能独特的转录因子，ETV6和EWS-FLI1竞争性地结合短GGAA串联重复序列，ETV6基因的敲除，使得EWS-FLI1与某些顺式作用元件的结合能力增强，导致肿瘤细胞的间质细胞分化和生长抑制。该研究揭示的靶向ETV6重编程EWS-FLI1功能由“促癌”向“抑癌”的转变，使得ETV6成为未来尤文肉瘤临床治疗的新靶标。
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排版 | Sheila 校对 | uu
