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本文为转化医学网原创，转载请注明出处 作者：Jerry 导读： 富马酸水解酶(FH)缺陷型肾细胞癌(RCC)是一种具有明确代谢紊乱的肿瘤，但其代谢重塑机制尚不清楚。 2月19日，上海交通大学研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了题为“Fumarate induces LncRNA-MIR4435-2HG to regulate glutamine metabolism remodeling and promote the development of FH-deficient renal cell carcinoma”的研究论文，本研究中，研究人员分析了FH缺陷肾癌样本中的LncRNA和mRNA的表达谱，发现与ccRCC相比，LncRNA- mir4435 - 2GH在FH缺陷肾癌中特异性地高表达。体外实验表明，MIR4435-2HG受富马酸盐通过组蛋白去甲基化调控，该基因的缺失可抑制谷氨酰胺代谢。实验还表明，GLS1抑制剂CB-839能显著抑制PDX肿瘤模型的生长。 研究人员发现GLS1是该肿瘤的治疗靶点，MIR4435-2HG可作为药物敏感性标志物。 https://www.nature.com/articles/s41419-024-06510-2 研究背景 01 细胞增殖异常是肿瘤发生发展的基本特征，肿瘤代谢异常也是这一特征的基本表现。众所周知，在肾细胞癌(RCC)的发生发展过程中，参与RCC代谢相关反应的基因有数十个，包括对微环境中氧的感知、铁的摄取以及营养物质的摄取和利用等，其中与葡萄糖代谢相关的最重要的基因是TCA循环中富马酸水解酶(FH)和琥珀酸脱氢酶(SDH)的三羧酸调节。遗传性平滑肌瘤病肾细胞癌(HLRCC)是一种具有FH基因胚系功能缺失突变的更具侵袭性的肾癌。 富马酸被证明在细胞转化和肿瘤发生中起关键作用。据报道，富马酸盐还可以作为表观遗传调节剂发挥作用。长链非编码RNA (Long non-coding RNA, LncRNA)是一类长度大于200nt且不具备编码蛋白质能力的RNA，也属于表观遗传的范畴。近年来，随着代谢组学的发展，人们发现LncRNA与肿瘤细胞代谢之间的串扰与肿瘤的进展和转移密切相关，探索它们之间的内在联系非常重要。然而，LncRNA在FH缺陷型肾癌中的代谢调控及促进其恶性进展的具体机制尚不明确，需要进一步研究。 研究进展 02 为了找出FH缺陷RCC中特异性的致癌LncRNA，研究人员检测了3对FH缺陷RCC样本和配对正常组织中LncRNA和mRNA的全基因组表达。另外，4例透明细胞RCC (ccRCC)患者的肿瘤和癌旁标本作为对照。研究人员发现LncRNA-MIR4435-2HG在FH缺陷的RCC中特异性高表达，而不是在ccRCC中。研究人员还证明，MIR4435-2HG的高表达与pRCC患者的晚期肿瘤分期和较差的生存率显著相关。 此外，体外和体内实验表明，MIR4435-2HG通过促进STAT1/GLS1信号通路，在谷氨酰胺代谢重塑和癌症发展中发挥关键作用，提示通过特异性抑制剂CB-839靶向GLS1可能是治疗FH缺陷RCC的一种有前景的治疗策略。 本研究示意图 研究结论 03 结合以往体外和体内数据，研究人员认为富马酸盐通过抑制组蛋白去甲基化酶活性激活谷氨酰胺代谢相关酶，从而导致谷氨酰胺代谢重塑。研究表明，GLS1与肿瘤增殖和血管生成有重要关系。目前，几种GLS1抑制剂已用于肿瘤治疗相关的临床试验，并显示出一定的肿瘤抑制作用，包括淋巴瘤、胰腺癌和乳腺癌，但在FH缺乏的RCC中，谷氨酰胺代谢及相关抑制剂的研究尚未得到很好的报道。 基于以往数据，研究人员认为谷氨酰胺代谢的重塑在FH缺陷RCC的发展中也起着重要作用，GLS1抑制剂(如CB-839)的应用可能使这些患者受益。MIR4435-2HG将成为GLS1靶向治疗的重要药敏标志物。 参考资料： https://www.nature.com/articles/s41419-024-06510-2 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门·直播/活动 🕓 上海｜3月01日-02日 ▶第三届长三角单细胞组学技术应用论坛暨空间组学前沿论坛将在上海召开，诚邀您的参与！ 点击对应文字 查看详情

生命不息，运动不止，运动是健康的基石。钟南山院士曾表示：“锻炼就像吃饭一样，是生活的一部分，我们要建立一种观念，就是要一辈子运动，这样才能有好的生活质量，最大的成功就是健康地活着”。运动的好处数不胜数，坚持运动，不仅可以预防心血管疾病、改善新陈代谢、强身健体等，可能还会让你比同龄人看起来更年轻，拥有更健康的心态！除此之外，运动对于认知衰老和神经退行性变的有益作用也被广泛认可，但介导这些效应的因素和机制尚不明确。2021年12月，斯坦福大学医学院神经病学与神经科学系Tony Wyss-Coray研究团队在Nature杂志发表了一篇题为“Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin”的研究论文[1]，运动小鼠血浆中存在可转移的“抗炎因子”，靶向脑血管系统并有益于大脑，减少非运动小鼠和实验诱导的神经炎症小鼠的海马炎症，这种作用与补体和凝血途径的簇蛋白（CLU）有关，进一步肯定了体育锻炼在认知方面的益处。https://doi.org/10.1038/s41586-021-04183-x首先，基于运动对海马体的有益影响，研究者将运动小鼠的血浆（RP）和未运动小鼠的对照血浆（CP）分别输入到不运动组小鼠体内，观察是否会出现与跑步后类似的效果。结果发现，28天的跑步足以对小鼠海马体产生良好效果，与CP受体小鼠相比，RP受体小鼠的增殖细胞总数、DCX+神经母细胞和存活细胞显著增加，并且值得注意的是，这些结果与上述跑步的直接影响非常相似。与此同时，与CP受体小鼠相比，RP受体小鼠诱导下存活的神经干和祖细胞（NSPCs）增加了一倍，然而，RP并没有显著增加存活的成熟神经元数量，提示运动小鼠的血浆中存在某种成分有可能会改善认知能力。图：RP诱导神经可塑性（来源：文献[1]）并且，进一步的研究发现，运动小鼠的血浆RP可增加小鼠的情境学习和记忆能力，但不影响它们对听觉线索的反应和在明暗场所的活动焦虑水平。随后，为了探究以上影响的分子基础，研究者使用RNA测序技术分析了接受CP或RP注射治疗的小鼠海马转录组，观察到1952个显著差异表达基因（DEGs），其中61%在RP处理后下调，39%在RP处理后上调。与细胞迁移（tn4）、粘附（Igsf5）、上皮细胞分化和增殖（Ehf）相关的基因下调，而与海马学习和记忆（Foxo6）以及免疫系统和可塑性（Fam19a2）相关的基因上调。脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌外膜的主要成分，外周给药可以通过诱导脑血管和中枢神经炎症来模拟与神经退行性疾病相关的神经炎症，接下来，研究者测试了RP输注是否可以减少全身接种LPS的小鼠急性诱导的神经炎症。结果显示，LPS接种导致海马区出现4936个基因差异表达，令人振奋的是，RP治疗逆转了大量这些基因的表达，提示RP可以有效拮抗海马对LPS的神经炎症反应。图：RP对抗LPS诱导的神经炎症（来源：文献[1]）紧接着，研究者探究了跑步对血浆蛋白质组的影响。使用质谱法分析实验组和对照组小鼠的蛋白质组，鉴定出了235种独特的蛋白质，其中，在跑步小鼠的血浆中，有23种蛋白质下调，26种蛋白质上调。生物途径分析指出，补体系统和内皮细胞分化的替代途径被激活，值得注意的是，补体和凝血途径的蛋白质占显著改变蛋白的26%。另外，蛋白质组学分析还显示，CLU、补体因子H（FH）、补体1抑制剂（C1INH）、以及形成膜攻击复合物的末端途径的C8组分的C8 α链和γ链呈现一致增加的趋势。为了鉴定RP的抗炎成分，研究者对RP中四个最大差异表达蛋白（CLU、FH、PEDF、LIFR）进行了免疫缺失操作。其中，CLU具有抗炎作用，与AD有遗传联系，在心脏病中有有益作用；FH具有调节补体和凝血级联的双重作用；糖蛋白色素上皮衍生因子（PEDF）和白血病抑制因子受体（LIFR）也具有强大的抗炎功能。将小鼠全身注射LPS，然后用完整RP（IgG对照抗体）或缺乏CLU、FH、PEDF或LIFR的RP进行处理，8 h后用qPCR分析小鼠海马免疫和炎症基因的表达。结果发现，CLU的缺失在很大程度上消除了RP的抗炎特性，而FH、PEDF或LIFR的缺失几乎没有影响。为了确定CLU对慢性神经炎症模型的影响，研究者分析了应用rCLU或生理盐水治疗8小时的APP小鼠（表现出晚期疾病表型，包括广泛的淀粉样蛋白沉积和小胶质细胞增生，神经元和突触变性以及功能损伤）海马BECs的转录组。观察结果表明，在慢性和急性神经炎症模型中，外周rCLU逆转了APP转基因小鼠BECs中许多异常表达的基因，诱导BECs中干扰素和细胞因子信号通路的一致下调，支持该蛋白的海马抗炎作用。图：CLU减少海马炎症（来源：文献[1]）并且，为了确定在人类身上是否有相同效果，研究者选取了20名患有遗忘性轻度认知障碍的退伍军人，对其进行6个月的体育锻炼干预，使用蛋白质组学平台测量了干预前后的13种补体/凝血蛋白中的8种，包括在小鼠中鉴定的CLU。与小鼠实验结果一致，运动患者CLU显著升高，FX显著降低，补体因子3、凝血因子II、uPA和纤溶酶原降低，广泛反映了运动中的补体和凝血级联反应。综上所述，运动小鼠的血浆可以改善认知功能，并且运动对神经干细胞活性有激活作用，其内在机制可能与通过减少炎症，进而减轻对成人神经发生和认知的潜在负面影响有关。总的来说，该研究为运动有益于大脑的机制提供了新的见解，为开发基于运动诱导的具有减少神经炎症和改善认知功能的蛋白质疗法提供了新的途径。话不多说，一起运动起来吧！参考文献：[1] De Miguel, Z., Khoury, N., Betley, M.J. et al. Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin. Nature 600, 494–499 (2021).撰文 | 青叶编辑 | 小白精彩推荐：1、仅限男性！BMJ：「单身太久」或「分手频繁」容易引发高水平炎症风险2、低碳水减肥有讲究！JAMA子刊：哈佛大学研究发现这种低碳水化合物饮食未必能减肥，甚至可能让你胖得更快3、久坐伤身不用怕！《英国运动医学杂志》发现每天只需这样运动22分钟即可抵消久坐带来的死亡风险4、如何做到“吃瘦不冲突”？多项研究显示：间歇性能量限制/禁食不仅能够有效减肥，会显著改变肠道菌群和大脑活动5、打破减肥谣言！Cell 子刊：晚上多吃并不一定会变胖，但早餐吃的好饱腹感更强，减肥更容易！本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

导读最近，Verve Therapeutics的一项结果表明，对基因编辑技术改进后，或许可以应用到更广泛的疾病治疗领域，不再只是针对罕见病、肿瘤的治疗。11月12日，在费城召开的美国心脏协会会议（AHA23）上，Verve生物公司称首次使用单碱基编辑（Base Editor）注入到人体中后，成功解决高胆固醇这样的常见疾病。但这项试验引发了全新的担忧——两名参与试验的患者在后续引发了心脏病，其中一位更是因此去世。单碱基编辑是一项新的治疗技术，还是一种高风险的博彩手段？该技术何时能走向临床应用？ 如果说到常见的基因编辑技术，我们或许总会提到CRISPR-Cas9技术，自2020年该技术获得诺贝尔奖后，围绕基因编辑就更热门了。前不久，一家名为Verve Therapeutics的生物技术公司却使用了CRISPR技术的变种——单碱基编辑技术应用到治疗家族性高胆固醇血症（FH）。01单碱基编辑技术小试牛刀？单碱基编辑技术是由哈佛大学教授刘如谦（David Liu）于2017年推出的一项技术，它是对CRISPR-Cas9系统的改进。刘如谦与传统的CRISPR-Cas9系统不同，CRISPR-Cas9系统往往需要通过引入DNA双链切割，来启动细胞内的自我修复机制，这种编辑方式可能导致误差和不可逆转的基因改变。而单碱基编辑技术则不同，这种技术的主要目标在于修改DNA中的单个碱基，而不是通过切断DNA链条来引发细胞自身修复，因此基因编辑的精确性更高，副作用也会相对更小，缺点只在于不能任意编辑所有碱基。最近，Verve Therapeutics公司将这项技术应用到治疗家族性高胆固醇血症（FH）患者身上，取得了不错了治疗效果，也让外界对于基因编辑技术进入常见疾病领域有了全新的认知。02单碱基编辑技术如何降低胆固醇值得一体的是，此次是单碱基编辑技术在临床应用中的首次尝试，针对的是一种被称为家族性高胆固醇血症（FH）的疾病。FH形成的病因，是由于部分细胞的基因存在缺陷，导致肝脏无法清除血液中的低密度脂蛋白（LDL），而LDL通常被人认为是一种“坏”胆固醇。因此对于FH患者来说，降低LDL具有重要的意义。目前，FH患者需要终身服用药物来控制胆固醇水平，这对许多患者来说无疑是无形的“镣铐”，而不服用药物则会增加心脏病或中风的风险。图源 Cleveland Clinic具体来说，Verve Therapeutics招募40多名患者参与试验，通过单碱基编辑技术让其永久关闭肝脏中的PCSK9基因来调节胆固醇水平，一次性解决日常药物无法解决的胆固醇控制问题。为何要作用于PCSK9基因？这是因为它编码的酶能够控制细胞表面LDL受体在细胞内的运动，关闭PCSK9基因之后，就能够有效降低LDL水平。单碱基编辑技术会对PCSK9基因进行针对性更改，关闭基因，阻止肝细胞产生PCSK9蛋白。初步试验结果，研究者发现患者PCSK9蛋白的血液水平下降了47%到84%，LDL水平下降了39%到55%，且这一效果在患者群体中持续了长达6个月。参与这项研究的加州大学洛杉矶分校心脏病专家Karol Watson在新闻发布会上表示，“我们发现通过基因编辑的策略，可持久地降低LDL。而这是以前从未做过的”。苏黎世大学基因编辑研究员Gerald Schwank对这项研究表示了认可，他提到“在人体内展示基因编辑在肝脏中的高效工作，这是一项突破。”然而认可之余，也有科学家表示了质疑，这项技术真的能投入临床吗？03单碱基编辑技术安全了吗？在这项试验中，两名患者在接受编辑器输注后出现了心脏问题，其中一名在接受该疗法五周后死于心脏病发作，另一名在一天后心脏病发作。尽管公司否认是药物所致，但这一结果还是让不少人产生怀疑。除此之外，部分患者在接受治疗后，出现了发烧、头痛和身体疼痛等类似流感的症状。安全性发面的问题连带在股市引发蝴蝶效应，Verve的股价不增反降，在发布会后暴跌了近40%。意大利米兰学者Luigi Naldini认为，“从科学的角度来看，在解决这项技术的一些关键方面还有很多工作要做。”一些临床医生也担心单碱基编辑技术的潜在风险。与CRISPR技术一样，单碱基编辑技术可能同样会对其他非靶向基因进行更改。圣路易斯华盛顿大学医学院的内分泌学家Anne Goldberg认为，虽然Verve的治疗“可能是一个改变游戏规则的方法”，但她想看到更多的安全数据，“在人体中直接进行CRISPR技术还是让人有些不安”。Verve预计在明年的试验中选择最佳治疗剂量，并在2025年启动2期试验。然而按照FDA对基因编辑疗法的监管要求，他们要对试验参与者进行为期14年的长期跟踪调查，以确保该技术的安全性。参考资料1、First trial of ‘base editing’ in humans lowers cholesterol — but raises safety concerns.Nature.2、Base editing, a new form of gene therapy, sharply lowers bad cholesterol in clinical trial.Science.识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。