剪接體靶向治療誘發三陰性乳腺癌的抗病毒免疫反應

　　Cell | 

　　腫瘤轉錄組中有不受調控的RNA剪接的跡象，例如內含子的異常保留、典型和選擇性剪接的變異【1】。很多腫瘤的特性可導致這種失調，包括實體瘤和血液惡性腫瘤中RNA剪接因子的反復突變。非剪接體相關的致癌變異，如轉錄因子MYC的過度活化也可導致剪接失調，導致癌癥細胞對剪接體高度依賴。因此，MYC、剪接體突變和其他癌基因驅動的癌癥對剪接體的藥物或遺傳性抑制高度敏感。目前有臨床試驗對小分子剪接體調節物進行臨床評估，同時評估靶向剪接體治療對三陰性乳腺癌（TNBC）等缺乏靶向治療腫瘤的治療效果。

　　雖然我們已經知道小分子剪接體調節物具有抗癌效果長達20年【2】，但是其選擇性抗腫瘤活性的下游機制尚不清楚。已知剪接體調節物可誘導轉錄組水平的錯誤剪接（mis-splicing），但之前的工作都聚焦于特定基因的錯誤剪接導致腫瘤細胞死亡和其他與剪接擾動有關的表型。例如，細胞周期的停滯與細胞周期調控子p27、Mdm4或CDC等基因的錯誤剪接有關。這些研究都強調了單個錯誤剪接的mRNA及其編碼蛋白的重要性，但同時表明不同個體的腫瘤及其轉錄組中錯誤剪接的基因具有巨大差異。這就產生一個問題，是否有更廣泛的途徑來調控腫瘤細胞對剪接體靶向治療（STTs）的反應，特別是對RNA剪接表現出高度依賴性的腫瘤類型？

　　近日，來自貝勒醫學院的Thomas F. Westbrook團隊在Cell雜志上發表了一篇題為“Spliceosome-targeted therapies trigger an antiviral immune response in triple-negative breast cancer”的文章，作者發現剪接體靶向治療（STTs）誘導產生錯誤剪接的RNA，其通過誘導抗病毒免疫反應，觸發腫瘤細胞死亡。在MYC驅動的三陰性乳腺癌中，STTs導致腫瘤細胞質內大量積累錯誤剪接的mRNA，形成dsRNA。隨后多個dsRNA結合蛋白識別dsRNA，誘導激活抗病毒免疫反應和外源性凋亡途徑。在免疫功能完整的乳腺癌小鼠模型中，STTs不僅誘導腫瘤細胞自身的抗病毒信號，而且誘導適應性免疫信號。此外，人類原發性乳腺惡性腫瘤中RNA剪接的內在缺陷與免疫反應存在具有相關性，且與乳腺癌患者無病生存率的提高相關。

　　MYC驅動的癌癥如TNBC對剪接體靶向治療較為敏感，研究人員選取2種MYC驅動TNBC細胞系，用來研究剪接體抑制對其轉錄組的影響。結果發現，兩種細胞系轉錄組的變化具有相關性，說明剪接體的急性抑制調控了某些共同的細胞通路。無論是小分子剪接體調節物，還是遺傳突變，剪接體抑制下調細胞周期和RNA處理通路，顯著上調免疫信號通路，包括IFNα和IFNβ信號，同時上調IFN刺激基因和NF -κB響應基因的表達，表明細胞啟動抗病毒轉錄程序。值得注意的是，剪接體抑制在MYC驅動的TNBC中誘導的抗病毒轉錄反應遠強于其在非轉化型乳腺上皮細胞中的作用。研究顯示，MYC過度活化和剪接體抑制可誘導抗病毒信號的強烈激活。即在MYC-驅動的TNBCs中，剪接體抑制可誘導抗病毒轉錄反應。正向遺傳篩選和體外實驗顯示，敲除dsRNA感知及其下游信號通路導致癌癥細胞對剪接體抑制耐受。即抑制剪接體在腫瘤細胞中誘導抗病毒信號，而這些通路可調控STTs處理下腫瘤細胞的生存。

　　下一步，研究人員發現剪接體抑制導致細胞質中dsRNA的顯著增加，且這種dsRNA顯著增加依賴于MYC過度活化和剪接體抑制的同時存在。突變剪接體組分同樣導致細胞質內dsRNA的積累。那么，dsRNA的來源是什么？急性剪接體抑制導致TNBC細胞質內大量積累內含子保留的轉錄本，而內含子保留的mRNA形成細胞質內dsRNA，dsRNA誘導抗病毒信號的激活。那么，剪接體抑制如何誘導腫瘤細胞死亡？剪接體抑制激活下游的caspase-3、7和外源性凋亡啟動蛋白caspase-8，且caspase-8的激活發生在12h內，先于caspase-3的切割。抑制外源性凋亡的啟動蛋白caspase-8、10可阻斷剪接體抑制對下游效應caspase的激活，而抑制內源性凋亡啟動蛋白caspase-9則不能，同時壞死途徑也不參與其中。即剪接體抑制誘導乳腺癌細胞凋亡是通過外源性機制，且不依賴于死亡受體。剪接體抑制條件下，敲除幾個dsRNA結合蛋白（MDA5、RIG-I、DHX9和DHX33等）都可部分抑制caspase-8及凋亡的激活；同時觀測到剪接體抑制導致MAVS在線粒體膜上的聚集，敲低MAVS可部分抑制外源性凋亡，損傷抗病毒轉錄反應。即STTs誘導細胞質內dsRNA積累，隨后激活dsRNA感知途徑，如MAVS依賴性和非依賴性，隨后導致抗病毒轉錄反應的上調，激活外源性凋亡。

　　dsRNA途徑的抗病毒信號可通過多種機制誘導腫瘤死亡，包括細胞的自發凋亡以及通過產生細胞因子和干擾素招募適應性免疫反應。利用2208L、PyMT-M、AT3和T11等不同TNBC腫瘤模型評估剪接體抑制對免疫活性完整腫瘤的影響。剪接體抑制顯著減緩2208L和PyMT-M腫瘤（敏感型腫瘤）的進展，但對AT3和T11（耐受型腫瘤）效果甚微。轉錄組分析顯示，剪接體抑制導致所有模型中內含子保留現象，但敏感型腫瘤中內含子保留現象更加顯著；僅在敏感型腫瘤中顯著上調抗病毒信號的基因，同時抗病毒通路和適應性免疫通路在敏感型腫瘤中富集。即剪接體抑制誘導腫瘤中抗病毒信號和適應性免疫信號通路的上調。對TCGA中原位乳腺癌樣本進行分析，發現腫瘤內含子保留（IR）程度與T細胞免疫浸潤相助相關。對比IR高和低的腫瘤，發現免疫信號相關通路在IR高的腫瘤中富集，且高IR與病人的無疾病進展生存率提高有關。進一步研究發現高IR高MYC人群中富集表達的信號通路中，7/10與免疫信號相關，而高IR正常MYC中僅有1項免疫通路富集；而這個現象并未在乳腺癌擴增基因CCNE1上觀察到。表明MYC和IR之間的相互作用可誘導免疫信號通路的激活。

　　總的來說，研究揭示了剪接體靶向治療的抗腫瘤功能的作用機制，即剪接體抑制導致腫瘤細胞質內錯誤剪接的RNA增多，形成dsRNA，隨后激活抗病毒免疫通路和腫瘤細胞的外源性凋亡，實現抗腫瘤功能。同時揭示出MYC過度激活對剪接體靶向治療的協同作用，研究或為剪接體靶向治療的精準醫療提供參考。