导读
转移是包括结直肠癌(CRC)在内的许多癌症的主要死亡原因；然而，导致转移进展的潜在机制在很大程度上仍不清楚。我们发现，核酪氨酸受体酪氨酸激酶是结直肠癌患者总体存活率较低的有力预测指标。核Tyro3的促转移作用依赖于其激酶活性和基质金属蛋白酶-2(MMP2)介导的切割作用，而不依赖于配体结合。利用蛋白质组学分析，我们鉴定了溴域包含蛋白3(BRD3)，它是一种乙酰赖氨酸阅读表观遗传调节蛋白，是核Tyro3的底物之一。染色质免疫沉淀测序数据显示，Tyro3磷酸化的BRD3调控与抗细胞凋亡和上皮-间充质转化相关的基因。在器官培养和原位小鼠模型中，通过选择性抑制剂抑制基质金属蛋白酶-2或BRD3活性可消除核酪氨酸诱导的耐药和转移。这些结果表明，MMP-2/Tyro3/BRD3轴促进了结直肠癌的转移，阻断这一信号通路是改善结直肠癌恶性程度的一个有前途的途径。
论文ID
题目：Targeting BRD3 eradicates nuclear TYRO3-induced colorectal cancer metastasis
译名：靶向BRD3基因消除核酪氨酸诱导的结直肠癌转移
期刊：Sci Adv
IF：14.957
发表时间：2023.4.14
通讯作者单位:高雄医科大学医学院
DOI号：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37043564/
主要内容
癌基因的激活和抑癌基因的失活促进了结直肠癌的发生和发展。然而，转移是结直肠癌患者死亡的主要原因，导致转移的潜在机制在很大程度上仍不清楚。受体酪氨酸激酶(RTK)是重要的质膜受体，可以感知细胞外信号，将其转化为化学信息，并进一步将其传递到细胞核内，以启动细胞反应。RTK的规范功能是通过配体依赖的方式激活的。RTK的异常表达和/或激活与肿瘤的发生发展密切相关。然而，阻断RTK介导的信号转导的小分子抑制剂，如瑞格拉非尼和阿西替尼，在阻断RTK介导的癌症恶性方面表现出不满意的效果，表明可能存在发挥RTK促癌功能的非经典途径。
研究表明，RTK内吞和转运到细胞核，作为一个完整的受体或截断片段，发生在几种类型的细胞中。至少有12个RTK亚家族具有调控转录、DNA损伤和修复以及癌症发展的非规范途径。例如，表皮生长因子受体的核定位已被证明增加了化疗耐药性并降低了总体存活率。
Tyro3、Ax1和mer(TAM)家族的成员是研究较少的RTK，它们在癌症恶性肿瘤中的作用相对不清楚。传统上，蛋白S和生长停滞特异基因6与TAM结合，激活下游的PI3K/AKT信号通路，从而启动多种生物学功能。TAM的异常表达已被证明与肿瘤的发生、转移和耐药性有关。最近的一项研究还表明，Tyro3是一种癌基因，与CRC的进展和预后不良有关。虽然给予人类单抗Tyro3可减弱TYRO3诱导的上皮-间充质转化(EMT)和肿瘤生长；但与其他癌症治疗方法一样，由于部分反应，治疗受到限制。这些发现表明，Tyro3介导的结直肠癌的发病机制尚不清楚，尚待发现。
核Tyro3的表达与结直肠癌的恶性程度相关，并促进癌前功能的发挥
结直肠癌是世界上最常见和最致命的肿瘤之一。目前对结直肠癌的临床治疗依赖于手术、化疗、放射治疗和规范的信号靶向治疗。然而，治疗效果并不令人满意，至少部分原因是病理过程的机制不明。在这里，我们确认ICD-Tyro3核转位的非配体依赖的激活是由细胞内依赖于基质金属蛋白酶-2的蛋白分解所介导的。核Tyro3通过磷酸化BRD3来诱导EMT、细胞生长和转移，从而发挥促肿瘤作用。选择性的基质金属蛋白酶-2抑制剂阻止Tyro3核转位，而BRD3抑制剂和基因敲除钝化核Tyro3的功能，从而减少结肠癌细胞的前肿瘤表型，防止小鼠的CRC转移。这些观察结果可能导致通过干扰核Tyro3的易位和/或功能来开发潜在的治疗策略。
RTK的核转位研究已有20多年的历史。虽然大多数核RTK的功能仍不清楚，但一些核RTK已被证明与耐药和转录调控有关。与那些著名的RTK相比，TAM家族成员的研究较少。Mer是第一个报道的在人类白血病细胞系长期配体刺激下在细胞核中检测到的TAM家族成员。在这里，我们报告Tyro3是另一个在核中发挥功能的TAM成员，并表明Tyro3的核转位不依赖于它的同源配体。
RTK向细胞核的转运可以通过不同的转运机制来调节。在这里，我们发现Tyro3核转位是通过依赖于基质金属蛋白酶-2的切割来调节的。Tyro3有两个MMP-2切割位点，一个位于胞外区，另一个位于跨膜区的下游。在第二个切割位点切割产生一个50 kDa的ICD-Tyro3，它包含核定位序列和激酶结构域。尽管基质金属蛋白酶被广泛认为是细胞外基质蛋白的酶，但越来越多的证据表明，基质金属蛋白酶还可以靶向细胞内底物，调节疾病的进展。突变基质金属蛋白酶-2裂解序列或给予基质金属蛋白酶-2抑制剂阻断酪氨酸3核转位，同时在体内外取消酪氨酸-3介导的病理过程。总之，这些数据表明，MMP2是控制Tyro3核转位和随后的CRC恶性转化的关键调控因子。
基质金属蛋白酶-2裂解Tyro3，促进核移位和癌症进展
虽然已经在几种癌症中检测到Tyro3上调，但促癌机制在很大程度上仍不清楚。基质金属蛋白酶-2的异常表达触发了Tyro3的非配体非依赖性核转位，导致耐药。这可能解释了为什么人类抗Tyro3抗体或美国食品和药物管理局批准的小分子抑制剂只有部分有效，因为它们无法靶向核Tyro3。因此，阻止Tyro3移位到细胞核可能是提高结直肠癌药物敏感性的更好选择。
我们的结果表明，Tyro3可以作为转录辅助激活因子，通过磷酸化BRD3来增强基因转录，这表明了Tyro3的非规范功能。溴结构域和末端外结构域(BET)蛋白如BRD3可以直接与乙酰化组蛋白结合，促进PI3K、AKT和MYC等多种致癌基因的转录。在这项研究中，我们证明了核Tyro3在其靶基因的启动子上促进了组蛋白H3的乙酰化，这可能增加了BRD3与这些区域的结合。我们的数据还表明，Tyro3和BRD3与SNAI1和CDC27启动子的相似区域结合。据报道，患者来源的结直肠癌细胞系中BRD4的磷酸化促进了其染色质结合能力。在这里，我们证明了BRD3被Tyro3磷酸化，并且是增强SNAI1表达所必需的，SNAI1是一种多功能转录因子，在许多癌症中调节EMT和耐药性。通过阻断Tyro3核转位或强制表达蛋白酪氨酸酶3来阻止BRD3的磷酸化，并不能增强BRD3与SNAI1启动子的结合和诱导SNAI1的表达。这些数据表明，BRD3的磷酸化对其功能的发挥是重要的。
核酪氨酸蛋白3使BRD3磷酸化，促进结直肠癌发生
到目前为止，已有10多种BET抑制剂进入不同类型癌症患者的早期临床试验。BET抑制剂，如A1874和JQ1，已经被证明可以抑制结直肠癌细胞的增殖和迁移；然而，其潜在的机制尚不清楚。在这里，我们提供了证据来揭示BET抑制剂如何在改善癌症恶性肿瘤方面发挥作用的潜在机制。BRD3在促进结直肠癌增殖、抗细胞凋亡和转移等方面发挥着重要作用。用RVX-208或敲除BRD3来阻断BRD3的结合活性的治疗不仅可以减少原发肿瘤的大小和防止癌症转移，而且还可以协同抗癌药物的疗效。有必要进行进一步的研究，以确定BET抑制剂在治疗有核RTK的癌症方面是否更明显。
核酪氨酸3与结直肠癌恶变的关系模型
总结
综上所述，我们的研究结果有力地支持了基质金属蛋白酶-2处理的ICD-Tyro3核易位在结直肠癌恶变中的重要作用。核Tyro3在促进细胞增殖、耐药和转移方面发挥促肿瘤作用，这种作用可能是通过BRD3的磷酸化来实现的。因此，靶向Tyro3核转位或功能可能为根除CRC进展提供一种非传统的治疗方法。
原文链接
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37043564/
转自：“生物医学科研之家”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
