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山東大學(xué)齊魯醫(yī)院合作發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的致癌基因及治療新靶點(diǎn)
2023-09-05
來(lái)源:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
近日,山東大學(xué)齊魯醫(yī)院等機(jī)構(gòu)研究人員在國(guó)際期刊《Cell Death&Disease》上發(fā)表了題為”BCL2L13 promotes mitophagy through DNM1L-mediated mitochondrial fission in glioblastoma” 的研究論文,在該研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)BCL2L13在GBM細(xì)胞系和臨床GBM組織樣本中表達(dá)顯著上調(diào)。機(jī)制上,BCL2L13靶向DNM1L的Ser616位點(diǎn),導(dǎo)致線粒體分裂和高線粒體自噬通量。在功能上,這些改變顯著促進(jìn)了GBM細(xì)胞在體外和體內(nèi)的增殖和侵襲??偟膩?lái)說(shuō), 研究結(jié)果表明, BCL2L13在GBM中通過(guò)DNM1L介導(dǎo)的線粒體分裂促進(jìn)線粒體自噬中發(fā)揮了重要作用。因此,BCL2L13的調(diào)控和生物學(xué)功能使其成為治療GBM的候選分子靶點(diǎn)。
研究背景
多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)是成人中具侵襲性的原發(fā)性腦腫瘤。盡管手術(shù)切除后的放化療聯(lián)合治療取得了進(jìn)展,但患者的中位生存期為14.6個(gè)月。因此,更好地了解GBM惡性進(jìn)展的分子機(jī)制是至關(guān)重要的。
BCL2L13是一種由人類染色體上的BCL2L13基因編碼的類blc2蛋白,早在20年前就被發(fā)現(xiàn),但直到近期才開始引起人們的注意,并有可能成為研究熱點(diǎn)。它固定在線粒體外膜上,可以在各種組織和細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),包括癌細(xì)胞。與胃癌遠(yuǎn)端組織相比,BCL2L13在胃癌近端組織中的表達(dá)顯著增加,這可能使其成為胃腫瘤惡性進(jìn)展的標(biāo)志。此外,缺乏BCL2L13與局部晚期直腸癌患者術(shù)前放化療(pCRT)無(wú)反應(yīng)相關(guān),這為預(yù)測(cè)直腸癌患者pCRT療效提供了一種潛在的策略。BCL2L13也與白血病的腫瘤發(fā)生和不良預(yù)后有顯著關(guān)聯(lián)。在淋巴結(jié)陰性乳腺癌和肺腺癌中,BCL2L13與腫瘤侵襲行為呈負(fù)相關(guān),表明BCL2L13根據(jù)特定細(xì)胞類型發(fā)揮不同作用。在膠質(zhì)瘤研究領(lǐng)域,研究人員發(fā)現(xiàn)BCL2L13在GBM中過(guò)表達(dá),通過(guò)阻止MOMP和caspase-3激活抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。在這項(xiàng)研究中,研究人員證實(shí)了BCL2L13在膠質(zhì)瘤中比在正常腦組織中高表達(dá)。
此外,BCL2L13的上調(diào)與膠質(zhì)瘤的腫瘤組織學(xué)分級(jí)相關(guān)。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)BCL2L13支持GBM細(xì)胞的遷移和侵襲。然而,BCL2L13在GBM中的生物學(xué)作用和調(diào)控機(jī)制仍不清楚。
自噬是一個(gè)進(jìn)化上保守的過(guò)程,通過(guò)溶酶體介導(dǎo)的降解維持對(duì)細(xì)胞內(nèi)成分的控制。線粒體自噬是一種選擇性自噬,可降解受損或功能失調(diào)的線粒體,維持線粒體動(dòng)力學(xué)和細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。在細(xì)胞和組織修復(fù)過(guò)程中,自噬/有絲自噬主要作為一種保護(hù)機(jī)制來(lái)對(duì)抗應(yīng)激和多種病理,包括癌細(xì)胞。對(duì)于GBM,替莫唑胺治療、標(biāo)準(zhǔn)一線化療和放療可誘導(dǎo)細(xì)胞自噬,這被認(rèn)為是細(xì)胞存活的逃逸機(jī)制。在本研究中,KEGG分析結(jié)果表明BCL2L13與GBM的自噬/有絲自噬密切相關(guān)。研究人員進(jìn)一步證明BCL2L13促進(jìn)GBM細(xì)胞線粒體分裂依賴的保護(hù)性線粒體自噬,這表明BCL2L13是GBM的潛在治療靶點(diǎn)。
研究過(guò)程及發(fā)現(xiàn)
根據(jù)公共數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)和免疫組織化學(xué)染色結(jié)果,本研究觀察到BCL2L13在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)高于NBT。此外,BCL2L13的表達(dá)與膠質(zhì)瘤的組織學(xué)分級(jí)相關(guān)。研究結(jié)果還表明,敲低的BCL2L13 GBM細(xì)胞遷移和入侵能力顯著降低。BCL2L13促進(jìn)了GBM細(xì)胞的惡性進(jìn)展和侵襲行為?;谶@些發(fā)現(xiàn),BCL2L13有望成為GBM分子靶向治療的潛在靶點(diǎn)。
在這項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)BCL2L13在GBM細(xì)胞中起著關(guān)鍵的有絲分裂激活劑的作用。這些數(shù)據(jù)與另一份報(bào)告一致,該報(bào)告表明BCL2L13是酵母有絲分裂受體Atg32的哺乳動(dòng)物同源物。研究人員發(fā)現(xiàn)BCL2L13誘導(dǎo)的線粒體自噬促進(jìn)了GBM的惡性進(jìn)展。3-MA或Baf抑制線粒體自噬可阻斷BCL2L13過(guò)表達(dá)引發(fā)的GBM細(xì)胞增殖、遷移和侵襲增強(qiáng)。這些結(jié)果表明BCL2L13誘導(dǎo)GBM的保護(hù)性有絲分裂。BCL2L13在GBM中高表達(dá)可能參與了放療、化療和靶向治療的耐藥過(guò)程。
本研究發(fā)現(xiàn)BCL2L13通過(guò)增加線粒體分裂促進(jìn)線粒體自噬。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)BCL2L13通過(guò)促進(jìn)DNM1L S616磷酸化來(lái)促進(jìn)線粒體分裂。選擇性線粒體分裂抑制劑Mdivi-1抑制BCL2L13過(guò)表達(dá)細(xì)胞的線粒體分裂和線粒體自噬。這些結(jié)果表明,BCL2L13促進(jìn)了GBM細(xì)胞線粒體分裂依賴的保護(hù)性線粒體自噬。
BCL2L13促進(jìn)GBM細(xì)胞中線粒體分裂依賴的自噬
研究意義
綜上所述,研究人員證明BCL2L13在GBM中是一個(gè)致癌基因,它誘導(dǎo)線粒體分裂,從而促進(jìn)保護(hù)性線粒體自噬。這些結(jié)果表明BCL2L13是GBM的潛在治療靶點(diǎn)。
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