10月5日，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員卜鵬程課題組與解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心教授胡亮釘團(tuán)隊(duì)合作，在Advanced Science上發(fā)表了題為Cytoplasmic NEAT1 Suppresses AML Stem Cell Self-Renewal and Leukemogenesis through Inactivation of Wnt Signaling的論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)實(shí)體瘤中被認(rèn)為是促癌基因的長(zhǎng)鏈非編碼RNA NEAT1（Nuclear Enriched Abundant Transcript1）通過(guò)抑制急性髓系白血病（Acute Myeloid Leukemia， AML）自我更新，抑制AML的發(fā)生和發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，定位于旁斑中的NEAT1從細(xì)胞核穿梭到細(xì)胞質(zhì)中，與Wnt通路接頭蛋白DVL2和E3泛素化連接酶Trim56結(jié)合，促進(jìn)DVL2降解，抑制Wnt信號(hào)通路，進(jìn)而抑制AML干細(xì)胞的自我更新。

AML是髓系前體細(xì)胞中系列染色體易位和基因突變導(dǎo)致的，AML患者間存在極強(qiáng)的異質(zhì)性，臨床上針對(duì)不同的AML發(fā)病機(jī)理采取不同的治療方法，仍有許多AML亞型尚無(wú)有效的靶向藥物，且已有的靶向藥物對(duì)發(fā)病機(jī)理復(fù)雜的患者療效不顯著，探究AML調(diào)控新機(jī)制，探索靶向不同類(lèi)型AML的普適靶點(diǎn)是AML研究中亟待解決的問(wèn)題。

LncRNA NEAT1是細(xì)胞核中亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)旁斑的重要組成元件，具有NEAT1_1（3.7Kb）和NEAT1_2（23Kb）兩種亞型，關(guān)于NEAT1_2的研究較多，作為旁斑的骨架，在旁斑的構(gòu)建和mRNA的出核中發(fā)揮重要作用，在肝細(xì)胞肝癌、胃癌、結(jié)直腸癌和神經(jīng)膠質(zhì)瘤等實(shí)體瘤中均被認(rèn)為是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和耐藥的促癌基因。然而，卜鵬程課題組發(fā)現(xiàn)，NEAT1在AML骨髓細(xì)胞中的表達(dá)顯著低于正常骨髓細(xì)胞，且NEAT1能有效抑制FLT-ITD3、MLL-AF9和HOXA9/Meisl三種AML亞型的發(fā)展。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)中的NEAT1_1通過(guò)調(diào)控Wnt信號(hào)通路，抑制AML干細(xì)胞的自我更新、促進(jìn)細(xì)胞分化。

研究分析TCGA和GEO數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)，NEAT1在AML細(xì)胞中的表達(dá)顯著低于正常血液細(xì)胞，且與AML患者的復(fù)發(fā)期呈正相關(guān)，即NEAT1表達(dá)越低的患者復(fù)發(fā)期越短。為了剖析NEAT1不同亞型在AML中的表達(dá)情況，科研究人員根據(jù)NEAT1_1和NEAT1_2的序列特征，即二者具有相同的5’端和不同的3’端序列，設(shè)計(jì)并合成了分別靶向總NEAT1和只靶向NEAT1_2的檢測(cè)探針，并與胡亮釘團(tuán)隊(duì)合作收集了大量的健康人群、初治和復(fù)發(fā)AML患者的骨髓樣本，檢測(cè)證實(shí)了NEAT1_1和NEAT1_2均在健康、初治和復(fù)發(fā)AML患者的骨髓細(xì)胞中的表達(dá)依次降低，且在AML干細(xì)胞中的表達(dá)明顯低于非干細(xì)胞。研究在RNA FISH染色中發(fā)現(xiàn)與NEAT1_2限制性定位于細(xì)胞核不同，部分NEAT1定位于細(xì)胞質(zhì)中，且在非干細(xì)胞中的表達(dá)顯著高于干細(xì)胞，推測(cè)這部分定位于細(xì)胞質(zhì)中的是NEAT1_1。進(jìn)一步核質(zhì)分離檢測(cè)證明NEAT1_1在AML細(xì)胞中發(fā)生細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移，且在分化的AML細(xì)胞質(zhì)中累積增多。體外AML細(xì)胞中敲低NEAT1_1促進(jìn)細(xì)胞成克隆和增殖，抑制細(xì)胞分化和凋亡。研究分別利用兩例初治和復(fù)發(fā)患者的AML細(xì)胞構(gòu)建了PDX模型，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是初治還是復(fù)發(fā)患者來(lái)源的AML細(xì)胞，敲低NEAT1_1均能促進(jìn)AML細(xì)胞在骨髓、脾臟和外周血中的浸潤(rùn)，顯著縮短小鼠的存活時(shí)間。研究人員還分別構(gòu)建了FLT-ITD3、MLL-AF9和HOXA9/Meisl三種亞型的AML小鼠，發(fā)現(xiàn)NEAT1_1通過(guò)抑制骨髓中AML細(xì)胞自我更新和增殖，抑制AML細(xì)胞向外周組織浸潤(rùn)，進(jìn)而抑制AML的發(fā)展。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，AML干細(xì)胞分化過(guò)程中，轉(zhuǎn)錄因子C/EBPβ表達(dá)上調(diào)和核定位蛋白NAP1L1的表達(dá)下調(diào)是調(diào)控NEAT1_1出核的關(guān)鍵。機(jī)制研究表明，細(xì)胞質(zhì)中的NEAT1_1與Wnt信號(hào)通路的接頭蛋白DVL2和E3泛素化連接酶Trim56結(jié)合，降解DVL2，抑制Wnt信號(hào)通路的激活。

該研究發(fā)現(xiàn)了實(shí)體瘤中的促癌基因NEAT1在AML中具有抑癌功能，揭示了NEAT1_1出核新機(jī)制，為AML靶向治療提供理論依據(jù)。研究工作得到科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委和中科院的支持。

論文鏈接

NEAT1在實(shí)體瘤和AML中通過(guò)不同的作用機(jī)制，分別發(fā)揮促癌和抑癌功能

來(lái)源： 生物物理研究所