蛋白质精氨酸甲基化促进增殖细胞全局3'UTR缩短
Protein arginine methylation promotes global 3'UTR shortening in proliferating cells.
PRMT介导的蛋白质精氨酸甲基化促进增殖细胞全局3'UTR缩短,并促进致癌性短异构体产生。抑制非对称二甲基化可逆转这一变化,联合抑制非对称和对称二甲基化(DMAi)在人癌细胞系、患者来源类器官和活化小鼠T细胞中效果更强,也能抵消CFIm25表达降低所致的缩短。
蛋白质精氨酸甲基转移酶(PRMT)催化的精氨酸甲基化参与转录、RNA加工、信号转导、DNA损伤应答和液-液相分离等基本细胞过程,已成为肿瘤治疗中备受关注的靶点,多种选择性小分子抑制剂和临床药物已经出现 [1]。与此同时,另一个领域早已知道,癌细胞常常通过选择性切割与多聚腺苷酸化(APA)产生3'UTR更短的mRNA异构体,这些短异构体稳定性更高、通常能产生约十倍于全长异构体的蛋白,从而在原癌基因没有遗传改变的情况下实现癌基因激活 [2]。但两条线索之间一直缺乏联系:PRMT抑制为何有抗肿瘤效果,其下游促癌机制始终没有完整解释;而癌细胞中普遍存在的3'UTR缩短,其上游驱动因素也未厘清。临床层面的线索同样提示问题复杂——I型PRMT抑制剂GSK3368715单药有效,但与PRMT5抑制联合时才显现协同抗肿瘤作用,提示不对称与对称二甲基化(分别由I型和II型PRMT催化)可能存在功能上的叠加 [3,4]。
这项新研究直接把上述两条线索接通:作者证明精氨酸甲基化是驱动增殖细胞全局性3'UTR缩短的关键因素。抑制不对称二甲基化可以逆转这一偏移,而同时抑制不对称与对称二甲基化(DMAi)效果更强,这一现象在多个人类癌细胞系、患者来源类器官以及活化的鼠T细胞中均得到验证。值得注意的是,DMAi还能对抗由CFIm25表达降低所诱导的3'UTR缩短。机制上,精氨酸甲基化促进PCF11与切割和多聚腺苷酸化机器的结合,从而高效处理那些具有高GC含量、APA位点间距大且存在位置依赖性序列特征的转录本中的弱近端poly(A)位点。
这一发现的临床意义在于它为PRMT靶向治疗提供了新的分层维度。此前,PRMT抑制剂的临床开发主要依靠MTAP缺失作为生物标志物——MTAP缺失导致代谢物积累从而抑制PRMT5,并与I型PRMT抑制剂的敏感性相关 [3],临床阶段的MTA协同型PRMT5抑制剂AMG 193也正是在MTAP缺失肿瘤中显示活性并获得确认的部分缓解 [5],而PRMT5抑制剂JNJ-64619178在晚期实体瘤中的客观缓解率仅5.6% [6]。本研究提示,肿瘤是否依赖精氨酸甲基化驱动的3'UTR缩短来维持癌基因短异构体,可能成为另一类可供利用的患者分层依据,且其作用范围不止肿瘤,还延伸到活化T细胞等免疫相关情境。预印本层面早在2025年3月就已有报道,在癌细胞系、患者来源肺类器官和T细胞中验证PRMT活性促进全局3'UTR缩短[7]。
当然,从机制到临床仍有距离。摘要提出可用于"患者分层"的设想,但并未提供患者队列或疗效关联数据;DMAi在体内环境下对正常增殖组织(如造血系统)的影响,以及它与现有PRMT抑制剂临床毒性谱(如血小板减少 [6])之间的关系,都还有待回答。弱近端poly(A)位点加工的选择性如何避免影响正常转录本,同样是后续必须厘清的问题。
- 1.The regulation, functions and clinical relevance of arginine methylation · Nat Rev Mol Cell Biol 2019
- 2.Widespread shortening of 3'UTRs by alternative cleavage and polyadenylation activates oncogenes in cancer cells · Cell 2009
- 3.Anti-tumor Activity of the Type I PRMT Inhibitor, GSK3368715, Synergizes with PRMT5 Inhibition through MTAP Loss · Cancer Cell 2019
- 4.A Potent, Selective, and Cell-Active Inhibitor of Human Type I Protein Arginine Methyltransferases · ACS Chem Biol 2016
- 5.AMG 193, a Clinical Stage MTA-Cooperative PRMT5 Inhibitor, Drives Antitumor Activity Preclinically and in Patients with MTAP-Deleted Cancers · Cancer Discov 2025
- 6.Phase 1 Study of JNJ-64619178, a Protein Arginine Methyltransferase 5 Inhibitor, in Advanced Solid Tumors · Clin Cancer Res 2023
- 7.PRMT activity promotes global 3' UTR shortening in ... · biorxiv.org 2026
研究将PRMT抑制与3'UTR缩短逆转相联系,并比较单类与联合抑制在癌细胞系、患者来源类器官和活化T细胞中的效应。
来源:顶刊论文(社媒热度) · doi.org
