RNF2通过调控CBX7的泛素化和降解促进软骨肉瘤进展
RNf2通过调控CBX7的泛素化促进软骨肉瘤进展
学术背景
软骨肉瘤（Chondrosarcoma, CHS）是一种由透明软骨基质和软骨细胞组成的恶性肿瘤，是继骨肉瘤之后第二常见的原发性骨肿瘤，占所有原发性恶性骨肿瘤的20%-27%。尽管低级别软骨肉瘤的5年生存率较高（83%），但高级别和去分化软骨肉瘤的5年生存率分别仅为53%和7%-24%。由于软骨肉瘤对传统的化疗和放疗具有高度抵抗性，尤其是在晚期阶段，现有的治疗手段非常有限。因此，探索软骨肉瘤的分子机制并开发新的治疗策略成为当前研究的重点。
泛素化（ubiquitination）作为一种关键的翻译后修饰，在正常生理和疾病中起着重要作用。它通过将泛素（ubiquitin）共价连接到靶蛋白上，调控蛋白质的降解或非降解信号传导。在癌症中，泛素化通过调控肿瘤抑制和肿瘤促进通路，影响肿瘤的发生和发展。RNf2（Ring Finger Protein 2）是一种E3泛素连接酶，参与组蛋白H2A的单泛素化修饰，并在多种肿瘤中高表达，与肿瘤的临床特征密切相关。然而，RNf2在软骨肉瘤中的作用尚未被充分研究。
此外，CBX7（Chromobox 7）是Polycomb抑制复合物1（PRC1）的重要组成部分，参与染色质重塑和基因沉默。尽管CBX7在膀胱癌和乳腺癌中被证明具有抑制肿瘤进展的作用，但其在软骨肉瘤中的功能尚未被报道。基于这些背景，本研究旨在探讨RNf2/CBX7轴在软骨肉瘤中的作用及其调控机制，为软骨肉瘤的分子靶向治疗提供新的思路。
论文来源
本论文由Yue Wu、Zheng Huang、Ping Luo等作者共同完成，作者分别来自北京朝阳医院骨科、华中科技大学协和深圳医院骨科以及长沙第四医院脊柱外科。论文于2024年发表在《Cancer & Metabolism》期刊上，DOI为10.1186/s40170-024-00359-x。
研究流程与结果
1. RNf2在软骨肉瘤中的高表达
研究首先通过RT-qPCR、Western blot和免疫组化（IHC）检测了RNf2在软骨肉瘤组织和细胞中的表达水平。结果显示，RNf2在软骨肉瘤组织和细胞中显著高表达，尤其是在JJ012细胞系中表达最高。这一发现表明，RNf2可能在软骨肉瘤的发生和发展中起重要作用。
2. RNf2敲低抑制软骨肉瘤细胞的增殖、迁移和血管生成
为了进一步验证RNf2的功能，研究团队通过细胞转染技术敲低了JJ012细胞中的RNf2表达。结果显示，RNf2敲低显著抑制了JJ012细胞的增殖、迁移和血管生成，并促进了细胞凋亡。具体来说，CCK-8和EdU实验表明，RNf2敲低显著降低了细胞的增殖能力；流式细胞术显示，RNf2敲低增加了细胞的凋亡率；划痕实验和血管生成实验进一步证实，RNf2敲低抑制了细胞的迁移和血管生成能力。
3. RNf2过表达促进软骨肉瘤细胞的恶性行为
为了进一步验证RNf2的作用，研究团队在RNf2表达较低的SW1353细胞中过表达了RNf2。结果显示，RNf2过表达显著促进了SW1353细胞的增殖、迁移和血管生成，并抑制了细胞凋亡。这些结果进一步证实了RNf2在软骨肉瘤中的促癌作用。
4. RNf2通过泛素化降解CBX7
通过在线工具Ubibrowser预测，CBX7是RNf2的下游泛素化底物。Western blot结果显示，CBX7在软骨肉瘤组织中的表达显著低于正常软骨组织，且RNf2与CBX7的表达呈负相关。进一步实验表明，RNf2敲低上调了CBX7的蛋白水平，而RNf2过表达则降低了CBX7的蛋白水平。此外，RNf2对CBX7的mRNA表达没有影响，表明RNf2通过泛素化途径调控CBX7的降解。
5. RNf2促进CBX7的泛素化
为了验证RNf2是否通过泛素化降解CBX7，研究团队进行了CHX（环己酰亚胺）追踪实验和体内泛素化实验。结果显示，RNf2敲低显著延长了CBX7的半衰期，而RNf2过表达则加速了CBX7的降解。此外，RNf2通过Lys48连接的泛素化链促进CBX7的多泛素化，从而加速其降解。
6. RNf2通过抑制CBX7促进软骨肉瘤的进展
为了验证RNf2/CBX7轴在软骨肉瘤中的作用，研究团队进行了拯救实验。结果显示，CBX7敲低部分逆转了RNf2敲低对软骨肉瘤细胞增殖、迁移和血管生成的抑制作用，而CBX7过表达则部分逆转了RNf2过表达的促癌作用。这些结果表明，RNf2通过下调CBX7的表达促进软骨肉瘤的进展。
7. 动物模型验证RNf2的促癌作用
最后，研究团队通过裸鼠移植瘤模型验证了RNf2在体内的作用。结果显示，RNf2敲低显著抑制了肿瘤的生长和肺转移，并降低了Ki-67阳性细胞的数量。这些结果进一步证实了RNf2在软骨肉瘤中的促癌作用。
结论与意义
本研究首次揭示了RNf2通过泛素化降解CBX7促进软骨肉瘤进展的分子机制。RNf2的高表达通过加速CBX7的降解，促进了软骨肉瘤细胞的增殖、迁移和血管生成，并抑制了细胞凋亡。这一发现为软骨肉瘤的分子靶向治疗提供了新的思路，尤其是针对RNf2/CBX7轴的药物开发具有重要的临床应用价值。
研究亮点
- 创新性发现：首次揭示了RNf2通过泛素化降解CBX7促进软骨肉瘤进展的分子机制。
- 多层次的实验验证：从细胞实验到动物模型，全面验证了RNf2/CBX7轴在软骨肉瘤中的作用。
- 潜在的治疗靶点：RNf2/CBX7轴为软骨肉瘤的分子靶向治疗提供了新的方向。
其他有价值的信息
本研究还提到，未来可以进一步探索RNf2的上游调控因子和其他泛素化底物，以及其在软骨肉瘤中的其他表观遗传修饰作用。此外，基于泛素-蛋白酶体系统的靶向蛋白降解技术（PROTAC）可能成为未来软骨肉瘤治疗的重要工具。