Rason敲除小鼠模型助力發(fā)現(xiàn)KRAS突變癌癥的潛在治療靶點(diǎn)

目前已在大約30%的人類癌癥中發(fā)現(xiàn)了RAS癌基因的突變。其中，KRAS的突變頻率遠(yuǎn)高于HRAS和NRAS。例如，大約12-15%的非小細(xì)胞肺癌患者攜帶KRASG12C突變，而攜帶KRAS突變的胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）患者更是超過90%，尤其是KRASG12D和KRASG12V亞型。

然而，RAS抑制劑的開發(fā)一直困難重重，以至于RAS被認(rèn)為是“不可成藥的靶點(diǎn)”。最近，直接靶向KRASG12C突變的小分子化合物被批準(zhǔn)用于治療，但靶向其他KRAS突變在臨床上仍被認(rèn)為是不切實際的。

近日，中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院、南京大學(xué)等研究人員發(fā)現(xiàn)，一種由基因間長鏈非編碼RNA（LINC00673）編碼產(chǎn)生的蛋白質(zhì)RASON是致癌的RAS信號通路的關(guān)鍵調(diào)控因子，有望成為KRAS突變癌癥的治療靶點(diǎn)。這項成果于10月14日發(fā)表在《Cell Research》雜志上。
 

 

研究材料與方法
在這項研究中，研究人員使用了多個胰腺癌細(xì)胞系，并通過CRISPR技術(shù)敲除了多個細(xì)胞系中的RASON基因。為了研究胰腺腫瘤生成，他們還使用了多個小鼠模型，并委托賽業(yè)生物構(gòu)建了Rason^-/-小鼠。他們通過免疫印跡和LC-MS分析來測定RASON的表達(dá)，并通過免疫沉淀、表面等離子共振和核磁共振等實驗來分析RASON與KRAS的相互作用。

研究結(jié)果
1.RASON蛋白與PDAC的預(yù)后不良相關(guān)
人類基因組中存在大量非編碼區(qū)，以往人們認(rèn)為這些非編碼區(qū)是不編碼蛋白質(zhì)的，但近年來的翻譯組研究卻從非編碼區(qū)中鑒定出數(shù)百種功能性肽段或蛋白質(zhì)。于是，研究人員著手對胰腺癌樣本的非編碼區(qū)開展分析。

在比較三種PDAC細(xì)胞系與正常胰腺導(dǎo)管細(xì)胞系后，他們發(fā)現(xiàn)8個基因間長鏈非編碼RNA（lincRNA）存在差異翻譯，其中LINC00673位列第一。PDAC患者的腫瘤樣本與癌旁正常組織的比較也表明，LINC00673存在差異表達(dá)。他們通過免疫印跡分析證實LINC00673編碼了一種108個氨基酸的蛋白質(zhì)，并命名為RASON。

在一個包含105個PDAC癌癥樣本和配對正常胰腺樣本的獨(dú)立隊列中，研究人員發(fā)現(xiàn)LINC00673在癌癥樣本中高表達(dá)，且其表達(dá)與腫瘤分級呈正相關(guān)。與此一致，RASON蛋白在癌組織中的表達(dá)也顯著升高，并且與腫瘤分級和總生存期較短呈正相關(guān)（圖1）。這些結(jié)果表明，RASON是一種癌蛋白，可作為PDAC的預(yù)后標(biāo)志物。
 

圖1 RASON在人類胰腺癌中過表達(dá)

圖2 RASON是KRAS驅(qū)動的胰腺腫瘤發(fā)生所必需的

免疫沉淀分析表明，RASON與KRAS之間存在著直接相互作用。表面等離子共振分析（SPR）則顯示，RASON以非常高的親和力與KRASG12D和KRASG12V結(jié)合。核磁共振（NMR）滴定實驗的結(jié)果也強(qiáng)烈支持RASON與KRAS直接結(jié)合。后續(xù)的分析表明，RASON抑制GTP酶激活蛋白（GAP）誘導(dǎo)的GTP水解，使KRAS始終保持在激活狀態(tài)（圖3）。

圖3 RASON調(diào)控致癌RAS信號通路的示意圖

3.RASON是PDAC的潛在治療靶點(diǎn)
由于KRAS突變的存在，大多數(shù)PDAC患者對EGFR抑制劑（西妥昔單抗）產(chǎn)生耐藥性。然而，西妥昔單抗和RASON shRNA的聯(lián)合治療最大限度地減少了裸鼠中的腫瘤生長，表明RASON抑制讓KRAS突變的癌細(xì)胞對西妥昔單抗敏感。這種聯(lián)合治療的效果在PDAC患者來源的類器官上也得到證實，說明RASON是攜帶KRAS突變的PDAC患者的潛在治療靶點(diǎn)。

研究結(jié)論
總的來說，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種對KRAS信號傳導(dǎo)至關(guān)重要的RASON蛋白。這種由lincRNA編碼的蛋白質(zhì)直接與KRAS結(jié)合，讓KRAS穩(wěn)定在與GTP結(jié)合的過度激活狀態(tài)，因此是KRAS驅(qū)動的腫瘤發(fā)生和腫瘤維持所必需的。RASON的降低可增加胰腺癌對EGFR抑制劑的敏感性。他們認(rèn)為，對于人類癌癥中“不可成藥的”KRAS信號通路，KRAS−RASON相互作用也許是一個可以攻擊的靶點(diǎn)。
 

賽業(yè)小鼠疾病模型

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 KC 小鼠模型 

產(chǎn)品編號：
C001251
背景：
C57BL/6
基因型：
LSL-Kras^G12D/+；Pdx1-Cre
簡介：
胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）早期階段的成熟模型
 

 KP 小鼠模型 

產(chǎn)品編號：
C001320
背景：
C57BL/6
基因型：
LSL-Kras^G12D/+；LSL-Trp53^R172H
簡介：
胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）的中間小鼠模型
 

 KPC 小鼠模型 

產(chǎn)品編號：
C001308
背景：
C57BL/6
基因型：
LSL-Kras^G12D/+；LSL-Trp53^R172H/+ ；Pdx1-Cre
簡介：
自發(fā)胰腺癌模型

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