RBM39作为急性淋巴细胞白血病的治疗靶点：共转录剪接的破坏
靶向RBM39在高危急性淋巴细胞白血病（B-ALL）中的潜力研究
背景概述
急性淋巴细胞白血病（Acute Lymphoblastic Leukemia, ALL）是一种常见于儿童和年轻人的血液系统恶性肿瘤，尽管通过标准化疗方法的前线疗法，其缓解率较高，但对于复发和难治性B-ALL患者的长期生存率仍不足50%，在特定细胞亚型（如Ph-like ALL、KMT2A重排以及MEF2D融合等）中预后更差。针对复发/难治性B-ALL的有效治疗策略已成为血液肿瘤学中的一个亟待解决的重大问题。
近年来，异常RNA剪接被广泛发现在包括ALL在内的多种癌症中，并被认为是一个潜在的治疗靶点。RBM39（RNA-binding motif protein 39），一种与RNA剪接相关的蛋白，通过促进外显子插入在维持肿瘤细胞生存中发挥关键作用。在急性髓系白血病（AML）中，RBM39作为靶标已显示出显著的抗癌潜力。然而，在急性淋巴细胞白血病中，RBM39及其作用机制尚未被详细研究。本研究旨在探索靶向RBM39在复发/难治性B-ALL中的治疗潜能。
论文来源
该研究由John D. Crispino教授团队主导，来自美国St. Jude Children’s Research Hospital，同时联合多个国际研究机构的科学家共同完成。论文发表于2024年12月5日的顶尖血液学期刊《Blood》，代表了一项精细化的原始研究，揭示了RBM39在B-ALL中的作用机制及其作为治疗靶点的潜力。
研究设计与实验流程
研究通过一系列复杂的体外、体内实验和高通量数据分析，分多个步骤详细探讨了RBM39在B-ALL中的异常剪接机制及其潜在治疗价值，具体如下：
1. 剪接事件差异分析与RBM39毒性外显子发现
研究流程： 研究首先对比了正常B细胞（CD19+）与B-ALL患者样本的剪接图谱，发现一组显著富集的差异性剪接事件，其中RBM39发生毒性外显子（poison exon）的插入。研究还筛查了多种抑制剂（如DYRK1A抑制剂EHT1610与GNF2133），发现其通过共转录性剪接（cotranscriptional splicing）诱导RBM39毒性外显子插入。
关键实验结果： 使用Sashimi图谱描绘出RBM39毒性外显子的位置及功能表现。毒性外显子插入导致RBM39 mRNA被无义介导的降解路径（Nonsense-mediated mRNA decay, NMD）识别并降解，最终RBM39蛋白表达显著下降。
2. 毒性外显子的机制性研究
研究进一步揭示DYRK1A抑制剂如何通过影响RNA聚合酶II（RNA Polymerase II, Pol II）的磷酸化及其与SF3B1复合体的结合，改变RBM39的共转录剪接模式。Pol II的Ser5和Ser2磷酸化水平的降低与毒性外显子的插入直接相关。
此外，通过蛋白互作组学（IP-mass spec）确认了SF3B1作为关键的剪接调控因子，与Pol II的磷酸化状态直接关联。抑制SF3B1或Pol II磷酸化均可显著改变RBM39的剪接行为。
3. RBM39在肿瘤生长中的依赖性
通过CRISPR/Cas9系统和shRNA敲低技术，研究发现RBM39对B-ALL细胞系的生长至关重要。特定RBM39敲低的细胞系表现出显著的生长抑制、细胞周期停滞及凋亡增加。
在小鼠模型中，RBM39敲低显著减缓移植性B-ALL肿瘤的生长，同时延长小鼠的生存期。这一现象在高风险亚型（如Ph-like 以及MEF2D融合亚型）中尤为突出。
4. 靶向RBM39的药物开发与治疗策略
研究验证了RBM39降解剂如Indisulam（E7070）和E7820对B-ALL细胞的作用，这些降解剂通过DCAF15介导的E3泛素连接酶通路降解RBM39蛋白。在患者衍生的异种移植物模型（PDX）中，E7820表现出强大的抗肿瘤活性，特别是在MEF2D融合亚型。
此外，研究还开发了一种联合治疗策略：通过联合使用DYRK1A抑制剂EHT1610和CDK9抑制剂Dinaciclib，显著增强毒性外显子的产生和RBM39蛋白的降解，展示出明显的体内抗白血病效果，同时对正常造血细胞毒性较小。
主要发现与结论
- RBM39的异常剪接：通过DYRK1A等关键剪接因子抑制，RBM39毒性外显子的插入增加，导致NMD路径活跃从而降低RBM39蛋白水平。
- Pol II与SF3B1调控机制：RNA聚合酶II与SF3B1复合体的调控对于共转录剪接事件至关重要，抑制Pol II磷酸化显著影响RBM39的剪接命运。
- RBM39的治疗潜力：RBM39降解剂（如E7820）和剪接抑制剂联合治疗显示出显著的抗肿瘤效果，特别是对高风险亚型的B-ALL患者。
研究意义和展望
本研究为复发/难治性B-ALL提供了一种新颖且有效的治疗思路。RBM39不仅被发现是肿瘤发生的关键调控因子，还作为治疗靶点的潜力广泛验证。通过与目前标准治疗策略的联合，诸如E7820以及DYRK1A和CDK9抑制剂的组合有望进一步提升患者的临床应答率。
此外，本研究在机制上深化了我们对RNA剪接和Pol II磷酸化在肿瘤生物学中的理解，为研究其他癌种的分子机制和治疗靶点开发提供了重要参考。未来，围绕RBM39的临床试验和治疗开发有望进一步推动血液恶性肿瘤的精准医学。