rRNA甲基转移酶NSUN5调控BMI1-DUSP4/ERK轴促进胶质母细胞瘤进展的机制研究
批准号:
82103247
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王博
依托单位:
学科分类:
肿瘤表观遗传
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王博
中文摘要
RNA甲基化失调在肿瘤发生发展中发挥重要作用。我们前期发现胶质母细胞瘤rRNA甲基转移酶NSUN5的高表达与患者不良预后密切相关,NSUN5敲低明显抑制肿瘤细胞增殖和肿瘤干细胞自我更新;组学分析显示NSUN5敲低影响原癌基因BMI1的翻译活性,导致ERK负向调控基因DUSP4的转录显著激活。因此我们提出假说:NSUN5敲低导致BMI1蛋白水平下降、DUSP4转录上调从而抑制ERK信号通路活化。本课题拟在细胞、动物水平检测NSUN5敲低、NSUN5敲低同时过表达BMI1对胶质母细胞瘤细胞增殖、凋亡、氧化应激、克隆形成能力和体内肿瘤进展的影响,同时分析比较DUSP4基因表达和ERK活性的差异;并利用临床样本分析NSUN5和BMI1蛋白水平、ERK磷酸化水平之间的相关性,以及与患者预后之间的关系,从而建立NSUN5-BMI1-DUSP4/ERK的轴向调控机制,为建立新的靶向治疗策略提供理论依据。
英文摘要
Aberrant RNA methylation plays an important role in tumorigenesis and development. We previously demonstrated that high expression of the rRNA methyltransferase NSUN5 in glioblastoma was closely related to a poor prognosis of patients. NSUN5 knockdown significantly inhibited the proliferation of tumor cells and self-renewal of tumor stem cells; omics analysis showed that NSUN5 knockdown affected the translation activity of proto-oncogene BMI1, leading to significant activation of the transcription of the DUSP4 gene linked to negative regulation of ERK. Therefore, we hypothesized that NSUN5 knockdown led to a decrease in BMI1 protein levels and upregulation of DUSP4 transcription, thereby inhibiting the activation of the ERK signaling pathway. The aim of this study was to detect the effects of NSUN5 knockdown and BMI1 overexpression on proliferation, apoptosis, oxidative stress, colony formation ability, and tumor progression in glioblastoma cells in vivo and in vitro. We also aimed to compare the differences in DUSP4 gene expression and ERK activity, to analyze the correlations between NSUN5 and BMI1 protein levels and ERK phosphorylation levels in clinical samples, and to analyze the prognosis of patients. The mechanism of the regulation of the NSUN5-BMI1- DUSP4/ERK axis was demonstrated to provide a theoretical basis for the development of new targeted treatment strategies.
胶质母细胞瘤是常见的原发性颅内肿瘤,是一种恶性程度高、治愈率低、预后差的恶性胶质瘤,应用不断发展的生命科学理论与生物技术研究胶质母细胞瘤的发生与发展机制,探索新的有效的治疗策略是当今神经外科领域的重要研究课题。近年来,越来越多的证据表明RNA甲基化失调在胶质母细胞瘤的发生发展中发挥重要作用。m5C修饰是RNA重要的甲基化修饰之一,目前其修饰位点的分布特征以及生物学功能仍不清楚。因此研究RNA m5C修饰在胶质母细胞瘤复杂的功能调控网络中的作用,对于深入理解胶质母细胞瘤转录后修饰的生物学功能具有重要意义,是胶质母细胞瘤表观转录组学研究的重要方向。我们利用空间转录组技术研究胶质母细胞瘤组织结构差异,全面分析胶质母细胞瘤的空间异质性;不同于低级别胶质瘤,胶质母细胞瘤中NSUN5表达水平较高;NSUN5低表达胶质母细胞瘤患者的总生存期要显著长于NSUN5高表达患者;降表达NSUN5显著减弱胶质母细胞瘤细胞增殖能力、m5C修饰水平及翻译活性。精氨酸甲基转移酶PRMT6可以催化NSUN5第340位精氨发生甲基化修饰;在胶质母细胞瘤细胞中降表达PRMT6显著降低NSUN5的甲基化水平和RNA的m5C的修饰水平。此外,我们在胶质母细胞瘤中降表达NSUN5进行转录组测序结合AzaIP-seq分析发现NSUN5是p53信号通路重要调控分子。综上,NSUN5可能是胶质母细胞瘤联合治疗的潜在有效靶标。
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