
近期,山东大学李新钢和王剑教授的脑科学团队在Theranostics杂志上发表题为Targeting the splicing factor NONO inhibits GBM progression through GPX1 intron retention的文章,研究揭示了剪接因子NONO在GBM进展中的作用,以及靶向剪接因子来治疗GBM的可能性。
结果
01 剪接因子NONO在GBM中高表达
的研究实现公开的的TCGA数据文件库,在有mRNA剪接功能表的35几个球蛋白中重置制疗GBM的意向靶点剪接系数NONO。NONO在GBM中表示显著性低过顺利脑细胞性,且其表示量与WHO癌症的等级分类一些。免疫系统荧光毕竟展现NONO的核算位与它剪接系数的效应相完全一致。一体化分享表示NONO在GBM中高表示暗示着着继发性较强(图1)。

图1 剪接因子NONO在胶质瘤中表达上调并与肿瘤分级相关
02 剪接因子NONO影响GBM的生长
要判别NONO在GBM会出现中的不确定性用处,调查技术人员依据siRNA和shRNA敲除人体神经元膜中的NONO。身体外研究说明NONO的找不到会产生GBM人体神经元膜系(U251)和GBM糖尿病患者收入的原代人体神经元膜(P3)繁殖缩短,迁入与侵入作用调低,并人体神经元膜会出现凋亡。在小鼠身体内部原位异种囊胚冻胚移植U251-和P3-shNONO/NC人体神经元膜,过程查看会发现,囊胚冻胚移植shNONO的人体神经元膜滋生取得调低,人体神经元膜繁殖缩短,且荷瘤小鼠的总长期生存期持续拉长。与此同时所写,NONO的受损压制脑胶质瘤繁殖,使得人体神经元膜凋亡,进一个步骤压制了GBM侵入和自自动更新(图2)。

图2 敲除NONO可抑制GBM细胞系的增殖和侵袭,促进细胞凋亡
进一次采取慢艾滋病毒引入不稳定性过展示NONO的LN229和P3体细胞膜。CCK8、EdU、克隆构成、迁徙和肉瘤样癌等身体外科学试验表面,NONO过展示提高LN229和P3体细胞膜的成长和肉瘤样癌。除外,在自身过展示NONO提高LN229-和P3异种植入瘤的成长,并差异性不但缩减小鼠的野外生存期(图3)。

图3 NONO过表达促进GBM的增殖和侵袭
03 剪接因子NONO通过与PSPC1相互作用介导GPX1剪接
为着探秘NONO参与到GBM会发生的系统,钻研者对U251和P3-siNONO/NC内部实施了高通骁龙量RNA-seq阐述。結果信息显示,NONO会不良干扰内部中拥有子-外显子接触的局部剪接速度,并在TCGA资料资料库GBM形容资料资料中加大力度一个脚印冻结并阐述到GPX1和CCN1的形容质量、剪接速度减退的环境。結果证实,NONO介导了GPX1和CCN1的拥有子剪接,不良干扰新风系统在蛋白酶质量的形容。NONO的异常影响GPX1和CCN1基因遗传在mRNA质量取得降底,但pre-mRNA质量稳定发生变化或略显提高。下一点結果认证了NONO立即紧密联系pre-mRNA中的拥有子来介导GPX1和CCN1的剪接在于早熟的mRNA,这样在内部核中探究到GPX1的pre-mRNA与NONO的共导航定位想象。这样,钻研者将加大力度一个脚印探秘GPX1在NONO上下游的功用(图4)。

图4 GPX1和CCN1的表达受NONO介导的pre-mRNA剪接调控
GPX1是我们身体偏重要的抗脱色酶之六,可崔化过脱色氢与谷胱甘肽反响,维系脱色展现稳定。论述工作人员针对RNA-seq数剧使用了GO生物富集分析一下,NONO的敲除与诱导性灵亲水性氧的反响相关的。组织细胞核层次NONO被敲除后,GPX灵亲水性被显著性克制、ROS层次增高,脱色展现稳定平衡、线粒体灵亲水性较低。补救科学试验单位证明,确认GPX1的过体现就可以环节处理GBM组织细胞核系中由NONO敲除必带来的无良作用(图5)。

图5 NONO的丢失通过GPX1途径引起氧化还原失衡
随即NONO各架构域在介导GPX1形容出来过程中中的用途后果了理论学术探析的好奇心,关键在于对NONO血清3个架构域(RRM1、RRM2、DBHS)分别为来进行突变的,建设NONO-wt与3个NONO-mut的U251神经元。最终提示 只能RRM1-mut对GPX1 mRNA的形容出来无明星后果,而RRM2-和DBHS-mut的神经元朝气更为明显消减,且RRM2架构域是NONO与pre-mRNA整合所必备的。方便切实骤理论探析DBHS-mut神经元朝气消减的原由,在CoIP深入分析,最终核实了PSPC1与NONO的DBHS架构域互相用途,因此PSPC1在NONO介导的GPX1剪接住程中中是必备的(图6)。

图6 PSPC1协助NONO的RRM2结构域与GPX1 pre-mRNA结合并进行剪接
04 Auranofin,是一种治疗GBM的潜在分子药物
FDA提出申请的的治疗类风湿骨痛环节炎的用药Auranofin曾有关资料体现了着治癌活性酶,也被得知可能遏制GBM中的GPX1。是,的学者实行了离体SPR讲解,得知Auranofin和NONO可能直接的根据从而体现了着最大的吸引力。内部膜耐药性实验室设计证明信Auranofin根据下跌NONO和GPX1的转录与表明特喜欢的人影晌GBM良性良性癌症内部膜风采,且Auranofin对GPX1的遏制是由NONO所介导,带动内部膜凋亡,导致线粒体作用下跌,从而就能遏制GBM内部膜的外侵。来源于离体实验室的结论,在裸鼠机体确立P3原位异种人授瘤,Auranofin正相关遏制良性良性癌症生長,拉长良性良性癌症承受各种动物的能期。异种人授组织安排病症结论表明NONO和GPX1表明减少,内部膜增值能力减少(图7)。

图7 Auranofin通过NONO-GPX1途径抑制GBM
结论
该研究通过对正常细胞系、癌症细胞系以及原代细胞中的NONO等基因进行干扰/过表达(慢病毒)。通过体内体外实验证明了剪接因子NONO的过表达(慢病毒)促进了GBM的进展,而抑制NONO(慢病毒、shRNA)会导致GPX1中内含子的保留,进而导致ROS增加,细胞凋亡和侵袭抑制。此外,Auranofin可能通过靶向NONO介导的GPX1剪接表现出抗癌活性,Auranofin可能成为GBM患者的一种新的治疗药物,成为一种新的治疗策略。
山东大学齐鲁医院李新钢教授、王剑教授和陈安静研究员为本文的共同通讯作者,课题组博士研究生王旭为论文第一作者,山东大学齐鲁医院为第一作者单位和通讯作者单位。
参考文献:
1. Hsu T, Simon L, Neill N, Marcotte R, Sayad A, Bland C, et al. The spliceosome is a therapeutic vulnerability in MYC-driven cancer. Nature. 2015; 525: 384-8.
2. Di C, et al. Function, clinical application, and strategies of Pre-mRNA splicing in cancer. Cell Death Differ. 2019; 26: 1181-94.
3. Monteuuis G, Wong J, Bailey C, Schmitz U, Rasko J. The changing paradigm of intron retention: regulation, ramifications and recipes. Nucleic Acids Res. 2019; 47: 11497-513.
4. Frankiw L, Majumdar D, Burns C, Vlach L, Moradian A, Sweredoski M, et al. BUD13 Promotes a Type I Interferon Response by Countering Intron Retention in Irf7. Mol Cell. 2019; 73: 803-14.e6.
5. Dumbović G, Braunschweig U, Langner H, Smallegan M, Biayna J, Hass E, et al. Nuclear compartmentalization of TERT mRNA and TUG1 lncRNA is driven by intron retention. Nat Commun. 2021; 12: 3308.
6. Ding K, Ji J, Zhang X, Huang B, Chen A, Zhang D, et al. RNA splicing factor USP39 promotes glioma progression by inducing TAZ mRNA maturation. Oncogene. 2019; 38: 6414-28.
7. Gerstberger S, Hafner M, Tuschl T. A census of human RNA-binding proteins. Nat Rev Genet. 2014; 15: 829-45.
8. Qin H, Ni H, Liu Y, Yuan Y, Xi T, Li X, et al. RNA-binding proteins in tumor progression. J Hematol Oncol. 2020; 13: 90.
9. Knott G, Bond C, Fox A. The DBHS proteins SFPQ, NONO and PSPC1: a multipurpose molecular scaffold. Nucleic Acids Res. 2016; 44: 3989-4004.
10. Wang Y, Chen L. Organization and function of paraspeckles. Essays Biochem. 2020; 64: 875-8