TENT5A维持MYC mRNA的稳定性以增强骨肉瘤干细胞的特性 开放获取（Open Access）

《Cancer Research》：TENT5A Maintains MYC mRNA Stability to Enhance Osteosarcoma Stemness Open Access

　　

MYC基因组扩增和通路激活与骨肉瘤的侵袭性行为和不良预后相关。然而，骨肉瘤中MYC的拷贝数增益与转录输出之间存在不一致，阐明这些机制对于理解和阻断持续的MYC信号至关重要。本研究显示，细胞质mRNA多聚腺苷酸化（poly(A)）维持骨肉瘤中MYC的激活。多组学分析和单细胞转录组学鉴定出非经典RNA结合多聚腺苷酸聚合酶TENT5A在MYC激活的肿瘤中选择性上调，并在增殖性、干细胞样群体中富集。生化和遗传学证据表明，TENT5A通过其PAP/OAS1结构域直接结合MYC mRNA，延长其poly(A)尾并稳定该转录本，从而增强MYC驱动的干性和化疗耐药性。功能获得和功能丧失实验、原位异种移植瘤模型及患者来源类器官证实，TENT5A升高增强肿瘤起始能力并降低化疗敏感性。TENT5A的药理学抑制可破坏MYC mRNA的稳定性，缩短poly(A)尾，并在临床前模型中逆转化疗耐药性。这些发现描绘了转录后RNA稳定通路，调和了MYC遗传改变与转录活性之间的脱节，并将RNA结合蛋白TENT5A列为骨肉瘤中潜在的可治疗靶点。

论文解读

研究背景与意义

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发性恶性骨肿瘤，尽管采用化疗联合手术切除的多模式治疗，长期生存率三十年来停滞不前，约30%的患者发生复发或转移，化疗耐药疾病的5年生存率低于20%。MYC作为经典癌基因，在多种癌症中维持癌症干细胞（CSC）的自我更新、治疗抵抗和肿瘤起始能力，其持续激活与骨肉瘤的复发和不良预后密切相关。然而，骨肉瘤中MYC的拷贝数增益（AMP）与转录输出常存在不一致，提示存在超越DNA拷贝数的调控层。近期研究表明，mRNA多聚腺苷酸化（poly(A)尾修饰）作为关键的转录后修饰，可通过调控转录本稳定性、核输出和翻译影响肿瘤进展，其中非经典poly(A)聚合酶TENT5家族介导的细胞质多聚腺苷酸化在组织依赖性方式下选择性稳定靶mRNA。鉴于MYC直接药理学抑制的困难，解析其转录后调控机制具有重要转化价值。本研究通过整合多组学和单细胞分析，揭示TENT5A介导的MYC mRNA稳定机制及其在骨肉瘤干性和化疗耐药中的作用，为靶向干预提供依据。相关成果发表于《Cancer Research》。

关键技术方法

研究纳入上海总医院骨肉瘤（SGH-OS）队列（n=77）、TARGET-OS队列及两个回顾性临床队列（共43例患者），并整合GSE152048和GSE162454的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据。主要技术包括：多组学整合分析（转录组与拷贝数变异关联）、scRNA-seq（解析肿瘤微环境细胞亚群）、Tail Iso-seq（ONT平台检测poly(A)尾长度）、RNA免疫沉淀（RIP）、荧光原位杂交（FISH）、原位异种移植瘤模型、患者来源类器官（PDO）及患者来源异种移植瘤类器官（PDXO）模型，结合功能获得/丧失实验验证TENT5A的生物学功能。

研究结果

连接MYC基因组改变与骨肉瘤转录激活的生物学通路

通过整合临床队列、scRNA-seq、基因组与转录组分析及组织芯片（TMA）验证，研究发现MYC基因组AMP与不良预后相关，但其拷贝数增益与转录活性存在解离。GSEA显示MYC激活肿瘤显著富集RNA代谢通路（尤其是mRNA多聚腺苷酸化和3'端加工）。相关性分析锁定TENT5A为关键候选分子，其表达与MYC靶基因集（MYC_TARGETS_V1/V2）及RNA加工通路呈强正相关，且在骨肉瘤中高表达与患者总生存期缩短相关。

mRNA多聚腺苷酸化介导的MYC激活与增殖性骨肉瘤细胞的干性维持相关

scRNA-seq分析显示，骨母细胞谱系中增殖性干细胞样亚群（O2）具有高MYC激活评分和干性特征。拟时间轨迹分析表明，TENT5A表达沿增殖-干性轨迹递增，且与poly(A)特征评分正相关。TMA免疫组化（IHC）证实TENT5A与MYC蛋白表达呈正相关，高TENT5A表达与转移/死亡结局相关，提示TENT5A通过维持干性促进肿瘤进展。

TENT5A介导的细胞质多聚腺苷酸化稳定骨肉瘤中MYC mRNA

结构预测显示TENT5A与其他TENT5家族成员具有保守的NTase和PAP/OAS1结构域，但仅TENT5A沉默显著影响MYC表达。Tail Iso-seq和PAT实验表明，MYC激活病例中MYC mRNA的poly(A)尾更长，TENT5A过表达（OE）可延长MYC尾长并增强其稳定性，而敲低则缩短尾长并降低mRNA水平。RIP和FISH证实TENT5A直接结合MYC mRNA的3'UTR，通过PAP/OAS1结构域催化poly(A)尾延伸，进而稳定转录本并增强蛋白表达。功能实验显示，TENT5A OE促进细胞增殖、克隆形成及化疗抵抗，而沉默则增强DOX诱导的细胞毒性。

TENT5A通过调控细胞周期促进骨肉瘤干性

机制研究表明，TENT5A通过稳定MYC mRNA上调细胞周期蛋白（Cyclin B1、Cyclin E、Cyclin D1）和CDK1表达，促进G₂-M期转换。CDK1抑制剂Ro-3306可逆转TENT5A介导的化疗耐药，且TENT5A与CDK1抑制剂联合使用具有协同效应。细胞热转移实验（CETSA）证实Ro-3306可破坏TENT5A的热稳定性，提示其可能作为TENT5A的小分子调节剂。

TENT5A抑制通过破坏MYC mRNA稳定性克服化疗耐药

体内外实验显示，TENT5A抑制剂（如Ro-3306）可缩短MYC mRNA的poly(A)尾，降低其稳定性，并抑制肿瘤起始能力和化疗耐药。在原位异种移植瘤模型和PDO中，TENT5A抑制联合DOX显著缩小肿瘤体积，提高治疗响应率，且PDO模型可有效预测药物敏感性。

讨论与结论

本研究揭示了骨肉瘤中TENT5A介导的转录后调控新机制：TENT5A通过PAP/OAS1结构域结合MYC mRNA并延长其poly(A)尾，增强转录本稳定性，进而维持MYC驱动的干性和化疗耐药。这一机制解释了MYC拷贝数增益与转录活性的解离现象，为靶向MYC提供了间接策略。研究将TENT5A确立为骨肉瘤的潜在治疗靶点，其抑制剂（如Ro-3306）联合化疗在临床前模型中显示出协同疗效，为克服化疗耐药提供了新思路。论文结论强调，靶向TENT5A介导的RNA多聚腺苷酸化可作为阻断MYC活性和改善骨肉瘤预后的可行途径。