2025年01月27日发布 | 2524阅读

【中国声音】Cell Reports:毛颖/叶丹/花玮团队合作发现胶质瘤化疗耐药新机制

毛颖

复旦大学附属华山医院

花玮

复旦大学附属华山医院

叶丹

复旦大学生物医学研究院

傅敏杰

复旦大学附属华山医院

张梦丽

复旦大学附属华山医院

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胶质母细胞瘤(Glioblastoma)是最具侵袭性和致命性的中枢神经系统恶性肿瘤之一。替莫唑胺(TMZ)是唯一被III期临床试验证实对胶母有效的化疗药物,但化疗耐药严重影响了胶质瘤综合治疗效果。如何逆转耐药是改善胶质瘤治疗效果的必经之路。


2025年1月13日,复旦大学附属华山医院神经外科毛颖/花玮教授,联合复旦大学生物医学研究院的叶丹教授《Cell Reports》杂志上发表了题为“Transketolase attenuates the chemotherapy sensitivity of glioma cells by modulating R-loop formation”的研究论文,解析了转酮醇酶TKT介导胶质瘤化疗耐药的新机制







通过转录组学分析,该研究首先发现转酮醇酶 (Transketolase, TKT)在TMZ化疗抵抗的胶质瘤细胞中普遍表达上调,并在临床样本中验证了化疗后复发胶质瘤中TKT表达上调,提示该代谢酶有可能影响胶质瘤对化疗的敏感性。功能研究表明,在胶质瘤细胞系中敲低TKT,显著加剧DNA双链断裂(DSBs)和增加肿瘤细胞对TMZ等化疗药物的敏感性。有趣的是,采用TKT抑制剂能够显著改变磷酸戊糖途径中相关代谢物水平,但并不能改变胶质瘤细胞的化疗敏感性。在TKT敲低细胞中开展回补实验,发现野生型TKT或失活突变体TKTD155A均可逆转TKT缺失所造成的化疗敏感性增加,进一步明确了TKT以不依赖其经典代谢酶活性的方式促进胶质瘤化疗抵抗。


分子机理方面,作者观察到在化疗药物处理后,TKT蛋白的亚细胞定位发生改变,主要表现为从细胞质转位到细胞核中。通过邻位标记连接和蛋白质谱技术,鉴定出TKT在核内的相互作用蛋白,包括5'-3'核酸外切酶XRN2,还发现TKT与XRN2蛋白互作和调控R环(R-loop)形成。已知R环是DNA和RNA杂交所形成的特殊结构,参与基因转录调控、DNA损伤修复和端粒稳定性等生物学过程。然而,R环的异常积累会增加DNA损伤的易感性,并降低基因组稳定性。通过DNA-蛋白互作、斑点印迹和R环探针等多种手段,作者发现在胶质瘤细胞系中敲低TKT会增加R环丰度,而回补野生型TKT或失活突变体均可以逆转R环丰度增加的表征,并在体内模型中证实了核定位的TKT能够降低R环丰度和减少DSB损伤,从而在胶质瘤化疗抵抗中发挥重要功能。



综上,针对“胶质瘤化疗耐药”这一多因素诱导的棘手问题,该研究首次报道了代谢酶TKT通过非酶活依赖的方式,调控R环形成和促进化疗抵抗的新机理。

复旦大学附属华山医院神经外科毛颖教授、花玮教授和复旦大学生物医学研究院叶丹研究员为本文共同通讯作者,复旦大学附属华山医院博士研究生傅敏杰和博士后张梦丽为共同第一作者。


通讯作者简介

毛颖 教授

复旦大学附属华山医院

● 主任医师,博士生导师,长江学者,国家杰出青年基金获得者

● 复旦大学附属华山医院院长

● 国家神经疾病医学中心(华山医院)执行主任

● 复旦大学附属华山医院神经外科常务副主任

● 复旦大学神经外科研究所副所长

● 上海市脑功能重塑和神经再生重点实验室主任

● 中华医学会神经外科学分会候任主任委员

● 中国医师协会神经外科分会副会长

花玮 主任医师

复旦大学附属华山医院

● 复旦大学附属华山医院神经外科主任医师,师从周良辅院士

● 中国医师协会脑胶质瘤专业委员会青年副主任委员、中华医学会神经外科分会会员等

● 已发表论文50余篇;参编神经外科专著10部;申请专利8项

● 荣获2023年王忠诚中国神经外科医师年度奖(青年医师奖)、第33届上海市优秀发明一等奖(2021年,第一)、教育部高等学校科技进步奖一等奖(2018年,第六)、上海市科技进步奖一等奖(2019年,第九)、上海市星光计划一等奖(2018年,第一)、中国抗癌协会科技奖三等奖(2018年,第一)、上海市优秀发明一等奖(2018年,第二)、上海市抗癌协会科技奖一等奖(2017年,第一)、上海市青年拔尖人才 (2016年)、第25届上海市优秀发明一等奖(2013年,第三)等

● 2013年在美国洛杉矶学习1年,2018-2019年分别在美国哈佛大学医学院、法国斯特拉斯堡医学院培训;2017年在西藏昌都市洛隆县人民医院支边,相关事迹被新华社、文汇报等报道



END

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