胃腸道間質(zhì)瘤(GIST)是成人消化道最常見的軟組織肉瘤,全球發(fā)病率約為100,000分之1.1。超過80%的GIST是由c-KIT癌基因中的功能獲得性突變驅(qū)動的,而5-10%的GIST是由PDGFRA中相互排斥的激活突變驅(qū)動的。伊馬替尼是一種酪氨酸激酶抑制劑,可將GIST患者的5年生存率大大提高至80%以上。然而,大約50%的患者在接受伊馬替尼治療2年后出現(xiàn)耐藥性,即所謂的伊馬替尼繼發(fā)性耐藥。因此,迫切需要揭示伊馬替尼耐藥的分子機制,以通過設(shè)計新的療法來改善GIST患者的長期預后。
N6-甲基腺苷(m6A)是20世紀70年代發(fā)現(xiàn)的一種普遍存在的mRNA修飾。它由METTL3(甲基轉(zhuǎn)移酶樣3)、METTL14(甲基轉(zhuǎn)移酶樣14)和 Wilms 腫瘤 1 相關(guān)蛋白的核心甲基轉(zhuǎn)移酶復合物引入,并被ALKBH5(AlkB同源物5)和FTO(脂肪量和肥胖逆轉(zhuǎn)-相關(guān)蛋白)逆轉(zhuǎn)。m6A通過影響mRNA的剪接、翻譯和衰變來調(diào)節(jié)各種生物過程,例如細胞分化、胚胎發(fā)育和應(yīng)激反應(yīng)。Reader蛋白,例如YT521-B同源(YTH)結(jié)構(gòu)域家族蛋白,可識別m6A修飾并促進m6A的這些生物學功能。在這些蛋白質(zhì)中,YTHDF1促進mRNA的翻譯效率,而YTHDF2通過其N端結(jié)構(gòu)域加速mRNA的降解。越來越多的證據(jù)表明,這些m6A相關(guān)因子的失調(diào)可能與癌癥患者的耐藥性和預后有關(guān)。例如,METTL3直接促進YAP mRNA的翻譯,從而誘導非小細胞肺癌(NSCLC)的耐藥性。此外,YTHDF1缺失增強了PD-L1抑制劑的治療效果。然而,迄今為止尚未發(fā)表關(guān)于m6A修飾與GIST伊馬替尼耐藥之間關(guān)系的研究,這表明迫切需要闡明m6A修飾的機制及其在GIST耐藥中的病理作用。
許多潛在的腫瘤耐藥性的可能原因已被廣泛認可,例如轉(zhuǎn)運蛋白或酶水平或活性的變化、繼發(fā)性突變的出現(xiàn)、基因多態(tài)性的未知影響、替代生存途徑的激活以及藥代動力學代謝變異性。細胞內(nèi)藥物濃度和藥物轉(zhuǎn)運蛋白在各種腫瘤的耐藥性背景下越來越受到關(guān)注,因為它們直接決定了腫瘤細胞對藥物的敏感性。事實上,一些多藥轉(zhuǎn)運蛋白已被發(fā)現(xiàn)在腫瘤的耐藥性中起關(guān)鍵作用。多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)是其中一個主要的轉(zhuǎn)運蛋白,由ABCC1(ATP-Binding Cassette Subfamily C Member 1)基因編碼。這種蛋白質(zhì)介導許多有機陰離子和藥物從各種疾?。ɡ缏运栊园籽?、乳腺癌和肺癌)的細胞中輸出。之前的研究已經(jīng)成功生成了兩種伊馬替尼耐藥的GIST細胞系(GIST-T1R和GIST-882R)。并且還證明了耐藥GIST細胞和組織中細胞內(nèi)伊馬替尼濃度的降低。然而,支持GIST耐藥患者細胞內(nèi)伊馬替尼濃度降低的具體機制仍有待發(fā)現(xiàn)。
近日,Cancer Letters(IF8.679)期刊在線發(fā)表了題為N6-methyladenosine modification regulates imatinib resistance of gastrointestinal stromal tumor by enhancing the expression of multidrug transporter MRP1的研究論文,報道了N6-甲基腺苷修飾通過增強多藥轉(zhuǎn)運蛋白MRP1表達調(diào)控胃腸道間質(zhì)瘤伊馬替尼耐藥的分子機制,暗示可開發(fā)針對MRP1的新療法,以對抗GIST的伊馬替尼耐藥性。
首先,研究人員發(fā)現(xiàn)m6A修飾水平在伊馬替尼耐藥的GIST細胞和組織中升高,并且甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3是導致這種異常修飾的主要蛋白質(zhì)之一。此外,研究發(fā)現(xiàn)METTL3水平升高導致了GIST患者對伊馬替尼耐藥和更差的無進展生存期。
Fig1. m6A促進GIST對伊馬替尼的耐藥
由于METTL3是RNA甲基化的m6A writer,研究人員接下來通過m6A-seq和iTRAQ探索了其參與m6A mRNA修飾的潛在靶點。結(jié)果在51個轉(zhuǎn)運蛋白相關(guān)基因中鑒定出一個候選基因MRP1。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)耐藥細胞和組織中MRP1蛋白水平顯著升高,而MRP1 mRNA水平未明顯升高,提示MRP1 mRNA的m6A修飾可能參與了GIST的耐藥。進一步的分析證實了METTL3上調(diào)的MRP1表達降低了伊馬替尼的細胞內(nèi)濃度并促進了GIST細胞的耐藥性。
Fig2. MRP1參與GIST中METTL3調(diào)節(jié)的伊馬替尼細胞內(nèi)濃度
機制研究表明,METTL3介導的多藥轉(zhuǎn)運蛋白MRP1 mRNA 5’UTR的m6A修飾通過與YTHDF1和eEF-1結(jié)合來刺激MRP1 mRNA翻譯,從而促進GIST的耐藥性。此外,伊馬替尼耐藥GIST細胞中的METTL3轉(zhuǎn)錄被ETV1激活,導致MRP1 mRNA的m6A甲基化增加。
Fig3.?通過METTL3介導的m6A修飾在GIST中調(diào)節(jié)MRP1表達和伊馬替尼細胞內(nèi)濃度的模型示意圖
總之,本研究首次報道了ETV1、METTL3和YTHDF1/eEF-1復合物以m6A依賴性方式介導MRP1 mRNA的翻譯,從而調(diào)節(jié)細胞內(nèi)伊馬替尼濃度和GIST耐藥的新調(diào)控機制。這些發(fā)現(xiàn)強調(diào)了MRP1作為GIST伊馬替尼耐藥的新潛在治療靶點。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304383522000167?casa_token=gSO8q-wd5nwAAAAA:GNbyQ5iVyfBbp3qx5hQ0jw4k1bKtO4Cpircbs6p9ZmuRrEs78b5U-IvfBMsiB2wpQOJ_qWv_Ng
本研究涉及到的m6A-seq服務(wù)由銳博生物提供!

