肿瘤耐药性的新调控因子RHOJ

撰文 | 一只鱼

#癌症#是造成世界人口死亡的主要原因之一，在癌症患者上常常会出现癌症细胞耐药性，使得很多治疗以失败告终，上皮间质转化（EMT）是上皮细胞失去上皮细胞特征并获得间充质细胞特征的过程，与癌细胞耐药性相关，但是EMT介导耐药性的机制仍不清楚。

2023年3月22日，来自比利时布鲁塞尔自由大学的Cédric Blanpain研究团队在Nature上发表题为RHOJ controls EMT-associated resistance to chemotherapy的文章，利用一个会自发性产生EMT的小鼠皮肤鳞状细胞癌模型，发现EMT肿瘤细胞对化疗具有高度耐药性，小GTP酶RHOJ调控EMT肿瘤细胞的耐药性，机制是因为RHOJ可以激活DNA损伤修复，促进复制胁迫反应。

为了研究体内EMT肿瘤细胞产生耐药性的机制，研究人员利用一种小鼠皮肤鳞状细胞癌（SCC）模型进行研究，该小鼠表达致癌的Kras变体（KrasG12D），并敲除抑癌基因Trp53，同时在毛囊谱系细胞中表达YFP。结合上皮细胞标记物EPCAM染色，YFP+EPCAM-细胞则为经历了EMT，失去了上皮细胞特征的肿瘤细胞。然后他们给该小鼠进行标准化疗药物处理，发现只有14%的SCC对化疗非常敏感，32%的SCC没有反应，并在化疗期间持续增殖，54%的SCC对化疗有部分反应。通过免疫染色和流失细胞分选（FACS）分析，他们发现对化疗有响应的是YFP+的上皮肿瘤细胞，而对化疗没有响应的是EMT肿瘤细胞，因此，EMT与SCC对化疗的反应相关。

接下来他们检测了EMT肿瘤细胞中化疗反应相关基因的表达情况，发现RHOJ（一种Cdc42亚家族的小GTP酶，介导黑色素瘤的化疗反应）在EMT肿瘤细胞中高表达，敲降Rhoj可以增强EMT肿瘤细胞的化疗反应，而过表达RHOJ可以降低肿瘤细胞对化疗的反应，并且Rhoj条件性敲除小鼠也表现出SCC对于化疗反应增强，因此，RHOJ介导EMT肿瘤细胞的化疗耐药性。

为了研究RHOJ促进EMT肿瘤细胞化疗耐药性的机制，他们进行了转录组和蛋白质组分析，发现在Rhoj敲降的EPCAM-细胞中转录水平下调的基因参与DNA复制、干扰素反应和肌动蛋白重塑，DNA复制相关蛋白水平也下调，并且Rhoj敲降导致差异表达的蛋白显著富集在复制压力下新复制的DNA相关蛋白中，说明RHOJ可能调控DNA复制和DNA修复。

接下来他们检测了DNA损伤标记物，磷酸化的组蛋白H2A.X（γ-H2AX），发现化疗之后与EPCAM+细胞相比，EPCAM-细胞的γ-H2AX显著降低，而敲除Rhoj之后，EPCAM-细胞的γ-H2AX水平又得到恢复，说明RHOJ阻止EMT肿瘤细胞中DNA损伤的累积。并且化疗之后，RHOJ还可以激活EMT肿瘤细胞中新一轮的DNA复制。

最后为了研究化疗后RHOJ如何调控DNA修复和激活DNA复制，他们检测了EMT肿瘤细胞中与RHOJ互作的蛋白，发现RHOJ与调控肌动蛋白纤维动态和核膜转运肌动蛋白的蛋白互作，而细胞核中的肌动蛋白可以调控DNA复制和修复，他们发现RHOJ调控细胞核内肌动蛋白的多聚化，抑制肌动蛋白多聚化可以使得EMT肿瘤细胞对化疗更敏感，且该过程依赖于RHOJ。

RHOJ调控肿瘤耐药性

总的来说，这项研究发现了EMT肿瘤细胞对化疗具有高度耐药性，RHOJ通过促进DNA损伤修复和复制介导了EMT肿瘤细胞的化疗耐药性，揭示了EMT肿瘤耐药性的新调控因子和背后的机制，为解决肿瘤耐药性问题提供新的思路和理论基础。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-05838-7

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