《Cellular Oncology》:Hippo signalling pathway mediates oncogenic properties of NAB2::STAT6 in solitary fibrous tumour
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针对罕见软组织肉瘤孤立性纤维瘤(SFT)的主要致癌驱动基因NAB2::STAT6融合蛋白功能不清、缺乏有效疗法的问题,本研究通过构建人源间充质干细胞(SFT-MSC)模型及多组学分析,揭示该融合基因通过下调STK4 (MST1)导致Hippo信号通路失活,从而促进肿瘤恶性表型;体内外实验证实敲低YAP1/TAZ或使用达沙替尼(dasatinib)可部分逆转该效应。这为SFT提供了新的分子机制见解和潜在的治疗策略。
孤立性纤维瘤(Solitary Fibrous Tumour, SFT)是一种相对罕见的间叶组织肿瘤,虽然多数生长缓慢,但具有中度恶性潜能,其转移风险可高达35-45%。临床上,一部分患者的预后难以准确评估,目前基于临床病理特征的风险分层模型存在局限性。更棘手的是,对于晚期或转移性SFT,缺乏高效的系统性治疗方案,患者五年生存率不足50%。这一切都指向了深入理解其分子发病机制、寻找新治疗靶点的迫切需求。幸运的是,科学家们已经找到了SFT的一个“身份证”——几乎所有的病例都存在一个特定的基因“错位”事件,即NAB2基因和STAT6基因融合在一起,形成了NAB2::STAT6融合基因(NAB2::STAT6 gene fusion, GF)。这个融合蛋白被认为是驱动肿瘤发生发展的“元凶”。之前的研究知道,它能异常激活EGR1信号通路,但它的“全部罪行”和更广泛的生物学影响仍笼罩在迷雾之中,部分原因是SFT的细胞系和动物模型非常稀缺,极大地限制了基础研究的开展。为了拨开迷雾,研究者们决定建立新的模型,深入探索NAB2::STAT6的致癌奥秘,并期望能找到它的“阿喀琉斯之踵”——潜在的治疗弱点。这项重要的研究成果最终发表在了《Cellular Oncology》期刊上。
为了深入探究NAB2::STAT6的致癌机制,研究者们巧妙地利用了一种经过改造、可模拟肿瘤发生的人间充质干细胞(hMSC-5 H)作为“画布”,通过基因工程手段将最常见的两种NAB2::STAT6融合变体“画”了上去,成功构建了SFT细胞模型(SFT-MSC)。他们综合运用了多种前沿技术来描绘这幅“分子肖像”。首先是基因表达谱芯片和RNA测序(RNA-seq),用于全面捕捉融合基因引入后细胞转录组的全局变化。为了验证临床相关性,他们对44例患者样本进行了YAP1/TAZ的免疫组化(IHC)分析,并在16例冷冻肿瘤组织样本上进行了高通量RNA-seq,以分析Hippo通路和EGR1通路特征。更精细地,他们利用小干扰RNA(siRNA)在细胞模型中敲低了关键基因,并使用达沙替尼进行药物抑制实验,以观察功能变化。此外,为了探索基因组结构变异是否参与其中,研究者还采用了光学基因组映射技术(Optical Genome Mapping, OGM)对8例患者样本的基因组大片段结构进行了高分辨率扫描。
3.1 NAB2::STAT6驱动的转录活性与Hippo信号通路特征相关
研究者首先通过基因芯片分析发现,与对照组细胞相比,表达NAB2::STAT6的SFT-MSC细胞转录谱发生了显著改变。基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)揭示了一个有趣的现象:除了预期的EGR1靶基因富集外,代表Hippo通路下游活化的“Cordenonsi YAP保守特征”也在SFT-MSC中显著富集。进一步的实验证实,SFT-MSC中Hippo通路核心激酶STK4 (即MST1)的表达在mRNA和蛋白水平均下降,导致其下游效应蛋白YAP1的抑制性磷酸化(p-YAP S127)减少,而YAP1/TAZ的活性形式更多地进入细胞核。同时,经典的Hippo通路靶基因,如CTGF、ANKRD1和CYR61,表达显著上调。这些证据表明,NAB2::STAT6融合蛋白导致了Hippo信号通路的失活。
3.2 NAB2::STAT6诱导的侵袭性表型在YAP1/TAZ和EGR1沉默后被部分消除
功能实验显示,表达融合基因的SFT-MSC细胞表现出更强的增殖能力、更快的细胞周期进程、更强的迁移能力以及更大的三维成球(Spheroid)体积,表明其更具侵袭性。为了探究Hippo通路在此表型中的作用,研究者同时敲低了YAP1和TAZ基因。结果发现,敲低YAP1/TAZ能有效抑制SFT-MSC的增殖和成球能力。有趣的是,同时敲低YAP1/TAZ和EGR1产生了更强的协同抑制效果,提示这两个通路在维持肿瘤细胞恶性表型上可能存在功能上的合作。
3.3 达沙替尼选择性地抑制NAB2::STAT6阳性细胞的增殖
达沙替尼是一种多靶点酪氨酸激酶抑制剂,有报道称其能抑制YAP/TAZ的核定位。在本研究中,SFT-MSC细胞对达沙替尼的敏感性显著高于对照细胞。机制研究表明,达沙替尼处理降低了SRC激酶的活性磷酸化(p-SRC Y416),同时增加了YAP1的抑制性磷酸化(p-YAP S127),并下调了Hippo靶基因的表达。功能上,达沙替尼处理诱导了SFT-MSC细胞的G1期细胞周期阻滞,并显著抑制了其在二维和三维培养中的生长。
3.4 SFT患者样本中Hippo通路的多层面表征
为了将细胞模型的发现与临床实际联系起来,研究者对16例SFT患者的肿瘤样本进行了RNA-seq分析。单样本GSEA分析显示,在患者肿瘤中,Hippo通路活性和EGR1通路活性呈正相关趋势。相关性分析进一步发现,YAP1的表达与多个已知的EGR1靶基因(如NAB1, IGF2, FGF2, FGFR1)的表达显著正相关。对44例样本的YAP1/TAZ免疫组化分析发现,在个别有配对样本的病例中,复发肿瘤的YAP1/TAZ核染色强度高于原发肿瘤,提示其可能与更具侵袭性的表型相关。最后,通过OGM技术对8例样本的基因组分析显示,SFT的基因组整体上非常稳定,除了NAB2::STAT6融合本身外,并未发现导致Hippo通路失调的大型结构变异,表明该通路的失调主要发生在转录或翻译后水平,而非基因组层面。
本研究首次系统性地揭示了NAB2::STAT6融合基因在孤立性纤维瘤中一个新的关键致癌机制:通过下调Hippo通路核心激酶STK4 (MST1),导致通路失活,YAP1/TAZ核转位增加,进而驱动一系列促进细胞增殖、干性和侵袭的表型。这项发现将SFT已知的EGR1轴与在发育和癌症中至关重要的Hippo信号通路联系了起来,拓展了对该融合蛋白致癌功能的理解。研究构建的SFT-MSC模型为未来机制探索和药物筛选提供了有价值的平台。更重要的是,研究在细胞模型和部分患者样本中验证了靶向Hippo通路效应因子YAP1/TAZ(通过基因敲低或药物达沙替尼)可以部分逆转肿瘤的恶性特征,这为开发针对晚期或难治性SFT的新治疗策略提供了坚实的理论依据和潜在方向。尽管达沙替尼在早期临床试验中疗效有限,但本研究提示,基于Hippo通路活性(如YAP1/TAZ核定位)的生物标志物或许能帮助筛选出更可能从此类治疗中获益的患者群体,为未来实现精准治疗奠定了基础。总而言之,这项工作不仅深化了对SFT生物学本质的认识,也为攻克这一临床难题点亮了一盏新的希望之灯。