文章速递|多组学研究解密催乳素瘤的致病机制
2020.09.02

催乳素瘤,它的典型特征是催乳素(PRL)分泌增加,产生诸如闭经、溢乳、不孕(育)等症状,常见于女性。来自首都医科大学北京神经外科研究所的研究者发现,在某种类型的催乳素瘤中,男性患者的比例会更高,这是什么情况?小编带大家一探究竟~

近期,期刊Nature Communications(IF=12.12)发表了一篇题为《Somatic SF3B1 hotspot mutation in prolactinomas》的研究成果。该篇论文利用全基因组测序技术和转录组测序技术,解密催乳素瘤潜在的致病机制,为今后靶向治疗提供依据。



研究内容


以往对催乳素瘤的研究没有发现高频突变基因,极大阻碍了发病机制的理解和治疗策略的制定。研究者利用全基因组测序(WGS)技术对切除的催乳素瘤进行全基因组分析,确定了SF3B1中的热点突变。通过转录组测序(RNA-Seq)发现SF3B1突变导致雌激素受体-相关受体(ESRR)家族成员ESRRG的异常剪接,进而导致PRL分泌异常及催乳素瘤的发生。


技术路线


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研究结果


1. 催乳素瘤SF3B1R625H突变的鉴定


作者对21例催乳素瘤患者进行全基因组重测序,找到了88个基因的90个体细胞突变(图1A),发现仅有SF3B1在多个样本中被发现。为了验证这一发现,作者对227例催乳素瘤患者进行PCR分析,SF3B1R625H突变型催乳素瘤总检出率为19.8%。

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图1 催乳素瘤中存在复发性SF3B1突变


2. SF3B1R625H对催乳素瘤功能的影响


作者对手术切除的人催乳素瘤进行原代细胞培养,发现突变型肿瘤细胞培养基中PRL分泌水平高于野生型(图2a)。为进一步评估SF3B1R625H在催乳素瘤中的作用,作者进行了敲除和恢复实验,发现SF3B1 siRNA导致原代培养催乳素瘤细胞中PRL分泌减少(图2c),接着用腺病毒SF3B1WTSF3B1R625H感染原代培养的催乳素瘤细胞,发现SF3B1突变导致催乳素分泌显著增加(图2d)。

为研究SF3B1R625H突变在催乳素瘤发生发展中的作用和功能,作者发现SF3B1R625H过表达促进了GH3(大鼠垂体瘤细胞)和MMQ(小鼠垂体瘤细胞)的病灶形成(图2e、h)。接着利用CCK-8法检测SF3B1R625H对细胞增殖的影响,发现SF3B1R625H促进了GH3和MMQ细胞的生长(图2f,i)。利用流式细胞术检测SF3B1R625H对细胞凋亡的影响,发现SF3B1R625H可降低GH3和MMQ细胞的早期和晚期凋亡率(图2g、j)。1599036564918913.jpg1599037005834219.jpg

图2 SF3B1突变的下游效应


3. SF3B1R625H诱导ESRRG异常剪接


作者通过RNA-seq,发现SF3B1R625H样本中ESRRG的表达显著增加(图3b),而这一特征在野生型肿瘤和正常垂体中没有观察到。在转录水平分析中,发现突变组中ESRG高表达的原因来自转录物NM_001243518.1(以下简称为隐匿ESRRG转录本)。通过qRT-PCR实验,仅在SF3B1突变样本中观察到隐匿ESRRG转录本,而在野生型或正常垂体中未观察到(图3d,e)。

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图3 SF3B1突变型催乳素瘤标本中ESRRG的异常剪接


4. 隐性ESRRG结合Pit-1具有更大的亲和力


作者利用免疫共沉淀证实了Pit-1(垂体特异性正转录因子1)/ESRRG两者之间有直接的相互作用。接着作者通过荧光素酶法检测HEK293细胞中Pit-1、PRL启动子、隐性和典型ESRRG克隆的瞬时共表达,发现隐匿型ESRRG比经典型表现出更强的PRL转录活性(图4)。最后作者分别用隐匿型和经典型ESRRG腺病毒去感染原代培养的催乳素瘤细胞,发现隐匿型ESRRG导致PRL分泌显著增加,而垂体中典型的ESRRG无此效果。

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图4 ESRRG异常剪接的影响


5. SF3B1突变的临床意义


作者分析227例催乳素瘤患者的临床特点,其中45例存在SF3B1R625H突变。性别分析显示突变群体中存在显著的男性偏好(图5a。与野生型相比,SF3B1突变型催乳素瘤会产生更高的PRL(图5b)。作者根据10年间的随访数据,观察到SF3B1突变组与较低的无进展生存率显著相关(图5c)。

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图5 SF3B1突变的临床意义


结 论


催乳素瘤的典型特征是催乳素分泌增加,作者通过多组学联合的测序技术,发现催乳素瘤中的SF3B1R625H突变,该突变会导致ESRRG的异常剪接,而这种异常情况导致催乳素的过度分泌。对SF3B1R625H突变的检查在患者预后预测中具有一定意义,而针对ESRRG异常剪接体的靶向治疗为这些患者的治疗提供了新的思路。


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参考文献

Li Chuzhong, Xie Weiyan, Rosenblum Jared S et al. SomaticSF3B1 hotspot mutation in prolactinomas[J]. Nat Commun, 2020, 11: 2506.