8月28日，大连医科大学肿瘤中心主任、肿瘤干细胞研究院院长刘强教授研究团队在nature子刊Cell Research（IF=20.507）上发表论著，文章标题为《Oncogenic AURKA-enhanced N6-methyladenosine modification increases DROSHA mRNA stability to transactivate STC1 in breast cancer stem-like cells》，该研究证明DROSHA与β-Catenin相互作用，激活干性基因STC1，从而有助于维持乳腺癌干细胞样细胞（BCSC）的特性，而癌基因AURKA促进了DROSHA mRNA的 m6A修饰并增强了其稳定性。
值得一提的是 :
" 汉恒生物的抗支原体试剂anti-mycoplasma reagent SaveIt (Hanbio, HB-SV1000)帮助他完成了支原体污染的检测和清除工作."
下面就一起来详细了解一下这篇文章的内容~
背景介绍
根据 RNase III 型蛋白的结构域组分，可以将其分成三类；而DROSHA是第二类RNase III 型酶。已有研究表明由基因组转录出的前体miRNA(pre-miRNA)在细胞核内由DROSHA酶进行处理，成为具备茎环结构的pri-miRNA，在Exiportin-5蛋白的转运作用下从细胞核转移至细胞质中。DROSHA还可通过转录后控制RNA稳定性，可变剪接，3'-末端加工和转录终止等多种方式直接调节整个转录组的各种RNA代谢。最近的研究发现，DROSHA在肿瘤组织中普遍高表达且与肿瘤的不良预后相关，然而，DROSHA是如何促进肿瘤发展的潜在的机制还不太清楚。
实验结果
01
ROSHA与β-Catenin相互作用激活干性基因STC1，维持乳腺癌干细胞样细胞（BCSC）特性
研究者首先检测了DROSHA在BCSC维护中的作用，发现BCSC中DROSHA的mRNA和蛋白水平都有所上调；紧接着做了DROSHA敲低后的基因差异性表达分析和干性基因分析，发现GRB10, SLCO4A1,SORBS2, STC1这4个基因有显著性差异，再通过RT-qPCR检测也验证了这一分析结果。最后，分别调低这几个基因发现只有 STC1 能够影响ALDH +亚群细胞的数量，表明STC1对DROSHA调控的BCSCs至关重要。
再深入研究发现，STC1的过表达有利于DROSHA敲低的乳腺癌细胞ALDH +亚群细胞的形成，恢复了细胞球形的形成能力，也增加了DROSHA敲低细胞中球形细胞的直径和数量；将DROSHA 敲低的细胞或DROSHA 敲低但STC1过表达的细胞注入小鼠中发现接种DROSHA敲低细胞的STC1过表达的小鼠比注射DROSHA敲低细胞的小鼠形成更大的肿瘤。
但是DROSHA如何激活STC1转录呢，研究者利用质谱分析并借助JASPAR软件分析发现DROSHA与β-Catenin相互作用以非经典的方式激活了干性基因STC1，以促进BCSC特性。且只有在β-Catenin同时存在的情况下才能促进STC1的转录活性，DROSHA的活性位点在D875位置，如果D875做了突变则启动子活性明显降低。此外，研究者分析了STC1启动子结构，活性位置在-830至-310结构区域。
02
ROSHA mRNA稳定性通过m6A修饰而增强，该修饰被AURKA在BCSC中激活
研究者首先对比球形细胞与非球形细胞中DROSHA mRNA的稳定性发现DROSHA mRNA在球形细胞中表现出更长的半衰期，表明mRNA的稳定性是BCSC中DROSHA高表达的原因。而通过meRIP-seq技术分析发现球形细胞中DROSHA mRNA终止密码子附近的m6A甲基化具有更高的丰度；而分析临床样本也验证了这一结果。在用DZNeP抑制m6A甲基化后，DROSHA mRNA的半衰期明显缩短。
在m6A甲基化影响DROSHA mRNA稳定性机制方面，研究者利用发现STC1的相同思路，对乳腺癌中高表达的前100个癌基因与DROSHA相关的干性基因分析并最终锁定了AURKA，TK1，CCNB2和BIRC5这四个基因，而AURKA的过表达或者敲低显著提高/降低DROSHA mRNA的稳定性。另外研究者发现，甲基转移酶METTL14的蛋白水平表达在AURKA敲除细胞中始终被下调，而在AURKA过表达细胞中却一直被上调，抑制AURKA激酶活性却未显示出对METTL14表达的影响，但是AURKA的过表达降低了METTL14的泛素化。敲低METTL14之后，DROSHA m6A稳定性也显著降低；这些数据表明AURKA保护METTL14蛋白免受泛素化降解，从而促进DROSHA m6A修饰。
另一方面，在METTL14存在的条件下，敲低AURKA使得DROSHA m6A的稳定性和WB水平均降低，表明还有另外的机制来调控DROSHA m6A的稳定性；之后发现AURKA可与m6A效应蛋白IGF2BP2共定位，且功能区域位于1-220AA。总的来说，AURKA增强了m6A效应蛋白IGF2BP2与m6A的结合，从而增强了DROSHA mRNA的稳定性。
最后，抑制DROSHA的表达或者功能（突变型），以及降低DROSHA的m6A水平均可以抑制乳腺癌干细胞样细胞的特性，抑制肿瘤的发生发展进程。
本文主要通过AURKA-DROSHA-STC1-BCSC轴来揭示DROSHA的稳定性在BCSC中的作用，表明表观遗传在肿瘤的发生发展中具有重要的调控作用。
本文做了大量的细胞实验研究，思路严谨，实验结果可信性强，好的数据结果与细胞状态有必不可分的关系。但是目前普遍存在的支原体污染给科研小伙的实验数据造成了一定的困然，为了确保数据可靠，作者对细胞进行了去支原体处理，使用了汉恒生物的抗支原体试剂，保护细胞于无形。这篇文章再次警醒我们:
『想发高分文章，无支原体污染是前提!』
- 浏览 5796 次
