撰文 | 我的闺蜜老红帽
#肿瘤#
乳腺癌是当今社会发病率最高的几类癌症之一，而经研究统计指出，70%乳腺癌病人的重要核内荷尔蒙受体雌激素受体α（estrogen receptor，简称ERα）都处于活化状态【1】。之前，学界对ERα的功能已经进行了广泛和深入的研究，尤其是其在细胞核内调控转录过程中以及影响乳腺癌病程等方面。事实上，ERα拮抗剂它莫昔芬（tamoxifen）在临床上是治疗乳腺癌的一线药物，它可以通过抑制ERα的活性来调节转录过程，延长病人的生存周期【2,3】。然而有一定比例的病人最终产生耐药性【4】，而这些病人的ERα仍旧处在活化状态【5,6】，产生此种现象的原因以及具体机制仍旧不得而知。
近日，来自美国加州大学旧金山分校的Davide Ruggero研究组在Cell上发表题为 ERα is an RNA-binding protein sustaining tumor cell survival and drug resistance 的文章，发现ERα可以与RNA相结合，这也是肿瘤耐药性的分子基础。
有报道指出，ERα是一类核质穿梭蛋白（nucleocytoplasmic shuttling protein），可以在细胞核与细胞质之间自由而迅速的移动【7】。为了研究ERα在细胞核之外行使何种功能，作者通过免疫共沉淀联合质谱的方法，发现ERα可以与多种RNA结合蛋白发生蛋白质相互作用。为了确定ERα是否也是一类RNA结合蛋白，作者通过oligo(dT) 珠子pull down实验确定，在乳腺癌细胞系MCF7 和T47D中，ERα都可以与大量poly(A) RNA相结合。
接下来，作者研究ERα是直接与RNA结合，还是通过其它分子介导。作者通过的辐射交联和免疫共沉淀（ultraviolet radiation cross-linking and co-immunoprecipitation ，简称CLIP）方法，明确发现ERα-RNA复合物，这也是ERα与RNA直接相互作用的有力证据。另外，作者还进一步研究确定259-262位氨基酸是ERα与RNA的结合部位。
再下来，作者集中研究上述确定的ERα的RNA结合活性的具体功能。作者在乳腺癌细胞系MCF7 和T47D中突变其RNA结合区域后，发现癌细胞的增殖速率明显降低。随后，作者通过CRISPRi 筛选的方法，在一组sgRNA库中，筛选出MCL1，eIF4G2和XBP1这三种蛋白，其对应RNA可以与ERα相结合，并且参与细胞周期和凋亡进程。其中，XBP1是一类重要的转录因子，它的剪切后形态（也称XBP1s）转录活性更加强大，在压力作用下可以促进细胞生存，在多种癌细胞中，当然也包括乳腺癌，是作为原癌基因而存在的【8】。作者还发现，在MCF7细胞系上抑制ERα的RNA结合活性，基本上可以完全抑制XBP1的RNA在内质网上的剪切装配。另外，MCL1是BCL-2抗凋亡蛋白家族成员，而eIF4G2参与细胞生长相关蛋白的翻译过程。作者也确定，在MCF7细胞系上抑制ERα的RNA结合活性，同样也可以显著抑制MCL1和eIF4G2的翻译。这些工作最终说明，ERα的RNA结合活性，可以调控多种分子的转录后修饰，包括抑制XBP1的剪切，和阻碍MCL1和eIF4G2的表达。
最后，作者研究上述机制在乳腺癌抗药性中的具体作用。作者发现，在ERα+的乳腺癌病人病灶中，ERα的转录后修饰靶点，如MCL1，eIF4G2和XBP1与正常人群相比，表达水平均有显著升高。另外，在长期它莫昔芬处理后的低敏感MCF7细胞系中，它莫昔芬的药效，包括阻断细胞周期和诱导细胞凋亡，都被一定程度的拮抗了。最后，作者在NSG小鼠中移植ERα的RNA结合区域突变的TamR 细胞，发现与移植野生型细胞的对照小鼠相比，实验组小鼠肿瘤生长明显减缓，它莫昔芬的药效也明显增强。
综上所述，作者通过多种细胞和生化手段确定，乳腺癌关键转录因子ERα可以与RNA直接结合，其RNA结合活性多种转录后修饰过程中，包括XBP1的剪切和MCL1、eIF4G2的表达等，具有至关重要的作用，也因此调控肿瘤细胞的生长和抗癌药物的药效。
原文链接：
/10.1016/j.cell..08.036
参考文献
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