PUS7和假尿嘧啶修饰在多形性胶质母细胞瘤中的促癌机制

　　多形性胶质母细胞瘤（Glioblastoma multiforme, GBM, 以下简称GBM）是成年人原发性脑瘤中最常见也是最恶性的肿瘤。遗憾的是，在目前的治疗下(包括手术切除，放射治疗和化疗)，患者的中位生存期短于16个月，因此目前亟需对此类疾病的发病机制进一步了解，以寻找更有效的治疗方案。

　　RNA修饰通过对基因表达的调控在生理发育和疾病中发挥重要作用。近年来随着m6A去甲基化酶的发现【1】和RNA修饰测序的发展【2,3】，m6A RNA修饰在发育和疾病中的研究进展迅速。我们和其他研究组曾报道了m6A RNA 修饰在GBM肿瘤生长中的重要调控作用【4-7】。除了m6A 之外，假尿嘧啶（pseudouridine）修饰在RNA中也很常见且含量丰富。然而我们对于假尿嘧啶及其修饰酶的功能及其在生理发育和疾病中作用还知之甚少。

　　2021年8月15日，美国加州希望之城 (国际癌症研究与治疗中心) 史艳红课题组和北京大学伊成器课题组合作在Nature Cancer杂志在线发表了题为Targeting PUS7 suppresses tRNA pseudouridylation and glioblastoma tumorigenesis 的研究成果。课题组利用GBM患者脑瘤来源的肿瘤干细胞（GSC）平台, 发现PUS7可调节tRNA上的假尿嘧啶修饰，进而通过tRNA介导的具有密码子倾向性的蛋白翻译调控来调节GBM中重要的信号通路, 促进肿瘤的生长和发展。

　　希望之城 (国际癌症研究与治疗中心) 史艳红组的崔琪博士 (staff scientist) 从对GBM病人数据库的分析中发现PUS7作为负责假尿嘧啶修饰酶之一，在病人中的表达量显著高于在非肿瘤参与者中的表达量。而且在GBM病人中, PUS7的表达量和病人的生存期中位数呈负相关。PUS7的表达量越高, 病人的生存期中位数越短。研究者进一步证实了PUS7蛋白在GBM肿瘤组织和肿瘤干细胞中的高表达, 预示PUS7在GBM中的重要作用。通过对于PUS7在GSC中的敲低和敲除, 研究者证明了PUS7在体外对GSC的生长和自我更新的必要性, 以及促进GSC来源的脑瘤在小鼠中的生长。

　　接着，研究者采用假尿嘧啶组学测序技术在GSC中把rRNA, tRNA, snRNA和mRNA中的修饰位点进行了鉴定, 并进一步在tRNA中发现了PUS7依赖的修饰位点。研究者发现 一些含有PUS7依赖的假尿嘧啶修饰位点的tRNA能够调节蛋白的翻译, 而且这一调控依赖于PUS7的酶活性。

　　基于PUS7在GBM中的重要作用, 研究者对于PUS7的酶活性进行了小分子抑制物的筛选。研究发现, PUS7的小分子抑制物可以在GSC中降低假尿嘧啶的修饰水平, 并且抑制GSC的生长。进一步的小鼠模型研究发现PUS7的小分子抑制物可以抑制脑瘤在小鼠中的生长并且延长小鼠的生存期。

　　这一研究确定了PUS7 作为 GBM 肿瘤发生的重要调节因子, 揭示了它的作用机理, 并发现了PUS7化学抑制剂。这些小分子化合物有希望在将来成为治疗脑瘤的有效药物。

　　参考文献

　　1. Jia, G. et al. N6-methyladenosine in nuclear RNA is a major substrate of the obesity-associated FTO. Nat Chem Biol 7, 885-887 (2011).

　　2. Dominissini, D. et al. Topology of the human and mouse m6A RNA methylomes revealed by m6A-seq. Nature 485, 201-206 (2012).

　　3. Meyer, K.D. et al. Comprehensive analysis of mRNA methylation reveals enrichment in 3' UTRs and near stop codons. Cell 149, 1635-1646 (2012).

　　4. Cui, Q. et al. m(6)A RNA Methylation Regulates the Self-Renewal and Tumorigenesis of Glioblastoma Stem Cells. Cell Rep 18, 2622-2634 (2017).

　　5. Zhang, S. et al. m(6)A Demethylase ALKBH5 Maintains Tumorigenicity of Glioblastoma Stem-like Cells by Sustaining FOXM1 Expression and Cell Proliferation Program. Cancer Cell 31, 591-606 e596 (2017).

　　6. Dixit, D. et al. The RNA m6A Reader YTHDF2 Maintains Oncogene Expression and Is a Targetable Dependency in Glioblastoma Stem Cells. Cancer Discov 11, 480-499 (2021).

　　7. Fang, R. et al. EGFR/SRC/ERK-stabilized YTHDF2 promotes cholesterol dysregulation and invasive growth of glioblastoma. Nat Commun 12, 177 (2021).