CDC73

鉴于SEC在多种血液肿瘤发生中的重要作用，以PAF1复合体亚基与SEC结合的蛋白为靶点或成为某些类型的髓系白血病药物发展的新思路。 深圳理工大学（筹）药学院教授、中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所癌症免疫研究中心研究员赵佳伟，联合美国哈佛大学医学院附属波士顿儿童医院教授Vijay Sankaran团队，运用群体遗传学的方法，发现了髓系恶性血液肿瘤易感性的重要家族风险因素，并揭示了转录延伸在其中的重要作用机制。相关研究成果发表在《细胞》（Cell）上。 血液肿瘤是一类常见的恶性肿瘤。与其他实体恶性肿瘤不同，髓系血液恶性肿瘤几乎常见于各个年龄段，具有明显的可遗传性。尽管近几十年关于血液恶性肿瘤发生的体细胞驱动突变的发现以及相关致病机理已有较完整的研究，但关于可遗传的胚系突变在血液肿瘤发生中的作用的认知仍然有限。 作为群体遗传学的研究手段，全基因组相关联研究（GWAS）在识别和寻找可遗传性胚系突变的致病作用中具有重要意义。例如，胎儿向成人血红蛋白素表达转换的重要调控因子BCL11A的发现，归功于GWAS技术。然而，GWAS技术在某些方面上却有劣势。这种劣势主要表现在GWAS技术高度依赖基因组测序技术和大量样本，但过去的几十年全基因组测序的高额费用使得GWAS技术仅可应用于以微阵列技术为主体的发生频率超过5%的常见突变体。从孟德尔经典遗传学以及宏观进化中可知，有害突变体的发生频率通常较低，而常见突变体的外显率通常较低。因此，通过GWAS技术找到的常见突变体，对恶性肿瘤形成的实际意义在遗传学和癌症生物学中存在争议。 随着全基因组测序技术日趋成熟，测序的费用显著下降。越来越多的全基因组测序数据的释放使得群体遗传学进入了新纪元，也即是说，我们可以通过全基因组测序找到的罕见突变体来进行罕见突变体相关联研究（RVAS）。通过RVAS找到的髓系恶性血液肿瘤易感性的重要家族风险因素（CTR9突变体），相比于传统GWAS找到的风险因素致病可能性有显著提高（1000% v.s. 25%）。 CTR9是PAF1蛋白质复合体的重要支架蛋白，在结构上具有粘合PAF1蛋白质复合体其余亚基CDC73、PAF1、LEO1、WDR61的重要作用，而PAF1复合体通常被认为在RNA聚合酶进行转录延展时起到关键作用。后续研究发现，当且仅当CTR9部分缺失时，人长期和短期造血干细胞显著扩增，且扩增的造血干细胞具备干细胞功能。从机制上，当CTR9部分缺失时，一部分PAF1复合体亚基将完全解离成为游离的蛋白质。在这部分游离的蛋白质中，CDC73和PAF1可通过MLLT3加入另一个蛋白质复合体——超级延展复合体（SEC）。加入CDC73和PAF1的SEC，可以特异性地提升与造血干细胞自我更新相关的转录因子，即其他相关蛋白质的mRNA延展效率，从而提高造血干细胞的扩增。 该成果展现了群体遗传学特别是全基因组相关联研究在复杂疾病致病机理中的作用，为家族性髓系恶性血液肿瘤发生的机理提供了新思路。同时，上述研究揭示了以往尚未被解释的PAF1复合体亚基与SEC的潜在关联性。鉴于SEC在多种血液肿瘤发生中的重要作用，以PAF1复合体亚基与SEC结合的蛋白为靶点或成为某些类型的髓系白血病药物发展的新思路。 突变体/单碱基多样性随着发生频率的下降造成更高的外显率。当等位基因频率小于0.005且概率比例（odds ratio）大于5时，该突变体基本遵循孟德尔遗传，而常见单碱基多样性（发生频率大于0.05）通常难以产生较大的概率比例，只有在捕捉到罕见单碱基多样性时该等位基因才可能会对目标性状具有有较大影响。 相对于常见单碱基多样性的GWAS（CVAS），罕见单碱基多样性（RVAS）的概率比例显著提高，其造成的外显率比例也显著上升。 部分CTR9的缺失使得一部分PAF1复合体被拆解，释放出的部分亚基，如PAF1和CDC73被超级延展复合体募集，从而增强与造血干细胞稳态与自我更新有关的基因如MECOM、GFI1B、LMO2等的转录延展，从而调高这部分基因的表达，导致造血干细胞扩增的后果。而CTR9/PAF1复合体作为一类管家基因对于细胞的存活是不可或缺的，因此CTR9完全缺失的造血干细胞无法长期维持稳态。

2006年，日本京都大学山中伸弥教授在 Cell 期刊发表论文，发现将 Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc 这四种转录因子通过病毒载体导入成熟体细胞后，可将体细胞转化为诱导多能干细胞（iPSC）。山中伸弥因此获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖，也开启了 iPSC 治疗的新时代。近年来，基于 iPSC 的 CAR-T、CAR-NK 细胞疗法，以及再生医学和抗衰老研究如火如荼。然而，诱导的 iPSC 可能存在细胞过度生长和癌变风险，因此具有潜在致癌性。早在2009年，山中伸弥就曾在 Nature Biotechnology 期刊发表论文，显示胚胎成纤维细胞来源的 iPS 神经干细胞植入小鼠后，具有较高的成瘤风险。近日，Stem Cells and Development 期刊发表了一篇题为：Distinctive Clinical and Pathologic Features of Immature Teratomas Arising from Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Beta Cell Injection in a Diabetes Patient 的论文。尽管目前有许多基于 iPSC 的细胞疗法的临床试验，但仍不清楚是否会在患者中发生真正的肿瘤。这篇论文报告了第一例 iPSC 来源细胞治疗2型糖尿病后形成未成熟畸胎瘤的临床病例。与成熟畸胎瘤不同，未成熟畸胎瘤具有复发和转移的潜力，论文作者强调，在使用 iPSC 细胞治疗时，应当更加关注畸胎瘤的形成，并进一步探索治疗的安全性和有效性。糖尿病是一种以高血糖、胰岛素抵抗和血糖调节缺陷为特征的代谢性疾病，可损害各种器官功能。据WHO预测，到2030年，全球糖尿病患者人数将翻一番，造成严重的社会经济负担。2型糖尿病（T2DM）占所有糖尿病病例的85%-95%，其特征是胰岛素抵抗和胰腺β细胞的胰岛素分泌受损，多数患者需要终生接受胰岛素注射来控制血糖，这常导致不可逆胰腺β细胞损伤并引起严重并发症。近年来，越来越多的研究开始聚焦于使用人诱导多能干细胞（hiPSC）来源的β细胞来治疗胰岛中不可逆的β细胞损伤，并被认为是治愈糖尿病的有潜力的方法。然而，iPSC 的致瘤性一定程度上阻碍了其临床应用，在体外和体内 iPSC 实验模型中，已检测到其存在广泛的基因组不稳定性，包括染色体畸变、拷贝数变异和单核苷酸变异等，小鼠模型实验也观察到了存在致瘤性，此外，还有少数临床试验病例报道了 iPSC 来源的细胞在移植后形成肿瘤或肿瘤样病变。但目前还没有 iPSC 治疗2型糖尿病后导致患者出现肿瘤的病例报道。这篇论文报道了一例2型糖尿病患者在接受 iPSC 来源细胞治疗后形成未成熟畸胎瘤的病例。该2型糖尿病患者接受移植的β细胞是由自体 iPSC 分化而来，2020年6月，该患者在北京的某家医院接受了自体 iPSC 来源的β细胞的注射，病历显示，该患者血液中分离的体细胞被重编程为 iPSC，然后再分化为胰岛β细胞，在扩增后通过左上臂的三角肌注射到患者体内。到治疗后2个月，患者的血糖调节和胰岛素水平并没有改善，反而在注射位置出现肿块以及腋窝淋巴结肿大。此后，这名患者来到了云南省肿瘤医院接受了治疗（该患者的iPSC治疗并非在云南省肿瘤医院进行）。磁共振成像（MRI）扫描提示，该肿瘤为良性或中间性肿瘤。2020年8月，患者接受了肿瘤切除手术，病理诊断显示是未成熟畸胎瘤。PET-CT 检查显示存在同侧腋窝和颈部淋巴结转移。经过两个周期的常规化疗后，患者的肿瘤出现进展。此后患者接受了颈部和腋窝手术区的辅助放疗，并结合化疗。到2021年10月，PET-CT 显示患者没有出现肿瘤复发或远端转移。为了确定畸胎瘤中是否存在胰岛β细胞，通过免疫荧光测定检测诱导的 iPSC 的关键标志物 OCT4 和 SOX2 基因表达，二者在细胞核或细胞质中均呈阳性。然而，对肿瘤细胞中胰岛素的免疫组织化学染色呈阴性。OCT4 和 SOX2 阳性，表明注射后的细胞并未完全分化。而胰岛素阴性表明这些细胞没有产生胰岛素分泌功能，这说明 iPSC 在体外诱导的状态不代表在体内植入后的状态。对患者的肿瘤组织进行的高通量测序显示，患者肿瘤细胞中存在 ABCB4、CDC73、CROT、DNMT3A、HCK、KMT2D、MSH2、MSH6、NCOR2、PRDM1、PREX2、RPS6KB2、TRAF7、ZFHX3、ZNF703 和 ZRSR2 这16个基因的错义或移码突变。iPSC 来源的细胞疗法已经在临床试验中显示了对癌症、神经图形学疾病以及糖尿病的疗效。与其他干细胞疗法相比，iPSC 细胞具有更易获取、扩增迅速、免疫原性低、无伦理问题等显著优势。然而，基于 iPSC 的细胞治疗具有致瘤性的潜在风险，这是其在推广到临床过程中面临的一大障碍。越来越多的证据表明，iPSC 的重编程会带来潜在致瘤性风险，例如病毒载体带来的基因插入、转录因子的长期过表达等等。2022年4月，Altos Labs 公司在 Nature Aging 发表的一项研究显示【2】，通过瞬时表达重编程因子（Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc）对衰老小鼠进行体内重编程，恢复了衰老细胞的年轻表观遗传特征，并延长了早衰小鼠模型寿命。这提示了我们，瞬时诱导方案效果良好，且没有观察到致瘤性等潜在副作用。最后，论文作者总结道，在 iPSC 来源的β细胞治疗糖尿病后，应更加关注畸胎瘤的形成，因为形成的未成熟畸胎瘤比典型的成熟畸胎瘤更具侵袭性。应在标准临床试验中进一步探索 iPSC 来源细胞治疗糖尿病的安全性和有效性。论文链接：1.https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/scd.2021.02552.https://www.nature.com/articles/s43587-022-00183-2版权声明/免责声明本文为授权转载文章，版权归拥有者。仅供感兴趣的个人谨慎参考，非商用，非医用、非投资用。欢迎朋友们批评指正！衷心感谢！文中图片、视频为授权正版作品，或来自微信公共图片库，或取自公司官网/网络根据CC0协议使用，版权归拥有者。任何问题，请与我们联系（电话：13651980212。微信：27674131。邮箱：contact@drugtimes.cn）。衷心感谢！推荐阅读首款国产新冠中和抗体，不仅是抗疫的新助力，更是新药研发成功的经典案例...重磅信号！四环医美+生物医药双轮驱动战略迈出坚实步伐热烈祝贺「中国肝病新药联盟」成立！新一届组委会诞生！智慧芽创始人、CEO张济徽：生物医药，智慧芽笃定的未来黎健博士 | 生子当如布鲁斯！——诺贝尔奖得主Bruce Beutler教授的故事热烈祝贺《中国药理学报》「NASH专刊」出版！十多位专家分享真知灼见，中国NASH新药联盟和药时代全力协助PD-1出海接力赛：FDA官网更新了「7月12日批准」的药物名单，没有百济神州...Moderna突破Moderna！变革从新品牌、新Logo开始。。。沙利文发布《眼科药物市场发展现状与未来趋势研究报告》（内附完整报告获取方式）如何解读反弹后稳住的恒瑞医药当出海已经关乎药企的「生与死」，我们还能如何寻求助力？| 药时代出海系列阿尔茨海默病：何以解忧，唯有新药集采第七轮来临，恒瑞业绩拐点究竟何在？2100万美元收购！Portage Biotech全力以赴地投身于腺苷通路点击这里，欢聚药时代！