Cancer Discovery | 融合蛋白DNAJB1-PRKACA如何驱动罕见肝癌发生？

学术 2024-10-15 14:30 四川

撰文 | Qi

纤维板层型肝癌 (FLC) 是一种独特且罕见的主要影响年轻人的肝脏恶性肿瘤，尽管发病率较低（0.02/100000），但晚期FLC治疗结果很差，5年总生存率低于10%。FLC的基因组谱非常同质，几乎100%的患者含有DNAJB1热休克蛋白的外显子1和PRKACA（蛋白激酶A即PKA的催化亚基）的外显子2-10的融合【1, 2】，这种融合也在胰腺和胆管的罕见嗜酸细胞乳头状肿瘤中被发现【3, 4】。DNAJB1-PRKACA融合 (PKA^fus) 会导致组成性PKA激酶活性以及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和极光激酶A信号的下游变化【5, 6】，还被证明可促进小鼠肝脏中的肿瘤发生并改变人肝细胞类器官的细胞分化程序【7, 8】，其遗传或药理学抑制则能限制FLC肿瘤模型的生长【9】。然而，PKA在正常生理学中广泛且重要的作用限制了PKA抑制剂的临床使用。

为了解决这一问题，来自美国麻省总医院（MGH）的Nabeel Bardeesy团队在Cancer Discovery杂志上发表了一篇题为DNAJB1-PRKACA fusion drives fibrolamellar liver cancer through impaired SIK signaling and CRTC2/p300-mediated transcriptional reprogramming 的文章，他们利用患者来源的FLC模型证实DNAJB1-PRKACA控制的关键致癌途径，即PKA^fus可引发盐诱导激酶 (SIK) 的磷酸化和失活，导致CREB的转录共激活因子（CRTC2）和乙酰转移酶p300失调，引起转录重编程和组蛋白乙酰化增加以驱动肿瘤恶性生长，提示在FLC中靶向CRTC2/p300的治疗潜力。

为探究PKA^fus在FLC中的作用，他们将FLC患者来源的细胞进行体外培养并与肝内胆管癌（ICC）细胞和肝细胞癌（HCC）细胞进行对比，发现SIK2 S343位点磷酸化水平显著升高，若用小分子PKA抑制剂（PKAi）BLU0588处理则能引起SIK2的磷酸化丧失，而CREB的转录共激活因子CRTC2的磷酸化明显增加，使用DNAJB1和PRKACA的混合siRNA敲低PKA^fus能得到类似结果，最终癌细胞显示生长受阻，提示SIK可能作为PKA^fus的主要致癌靶点。将上述患者来源的细胞注射至NSG小鼠以构建FLC异种移植物后，使小鼠接受BLU0588治疗，SIK2 S343磷酸化减少、CRTC2磷酸化增加，且肿瘤细胞增殖受到显著抑制。随后，他们使用CollecTRI转录因子-靶标相互作用【10】来分析PKA^fus-SIK信号传导下游的基因调控，果不其然，PKAi处理可导致CRTC2/CREB基因靶标的表达下降，联合SIKi处理则能显著挽救这一现象，提示CRTC2/CREB负责介导PKA^fus-SIK信号传导下游的转录重编程。基于此，他们测试了PKA^fus驱动肿瘤对CRTC2的需求，用CRISPR敲除CRTC2后可严重损害肿瘤形成，强调CRTC2/CREB的致癌必需性。

CRTC2-CREB转录复合物还包含p300乙酰转移酶，已知CRTC2可作为p300的非组蛋白底物，其赖氨酸628的乙酰化可增加其稳定性及转录活性。该团队观察到PKA^fus细胞中p300蛋白水平显著增加，但mRNA水平相对于对照来说没有变化，用PKAi处理也只会引起p300蛋白水平的改变。放线菌酮实验结果显示PKA^fus可增加p300半衰期，说明PKA^fus-SIK途径对p300表达的调节涉及蛋白稳定性机制。考虑到p300的功能，他们进一步检测了组蛋白乙酰化状态，发现仅H3K27乙酰化水平增加，而对H3K9的乙酰化没有影响。最后，该团队测试了异常的p300乙酰转移酶活性在PKA^fus驱动肿瘤模型中的作用。P300选择性降解剂JQAD1处理或靶向p300的siRNA处理均能阻断PKA^fus细胞生长，而HCC和ICC细胞对此不敏感，以上数据表明p300乙酰转移酶的过度激活是PKA^Fus驱动的致癌程序所必需的。

综上，这项工作发现了一个FLC中致癌相关的核心信号轴，并将CRTC2和p300定义PKA^fus的关键下游效应器，这些发现为将CRTC2和p300作为FLC的治疗靶点提供了重要的临床前理论依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-24-0634

制版人：十一

参考文献

1. Graham RP, Torbenson MS. Fibrolamellar carcinoma: A histologically unique tumor with unique molecular findings. Semin Diagn Pathol 2017;34(2):146-52 doi

10.1053/j.semdp.2016.12.010.

2. Honeyman JN, Simon EP, Robine N, Chiaroni-Clarke R, Darcy DG, Lim, II, et al. Detection of a recurrent DNAJB1-PRKACA chimeric transcript in fibrolamellar hepatocellular carcinoma. Science 2014;343(6174):1010-4 doi 10.1126/science.1249484.

3. Singhi AD, Wood LD, Parks E, Torbenson MS, Felsenstein M, Hruban RH, et al. Recurrent Rearrangements in PRKACA and PRKACB in Intraductal Oncocytic Papillary Neoplasms of the Pancreas and Bile Duct. Gastroenterology 2020;158(3):573-82 e2 doi 10.1053/j.gastro.2019.10.028.

4. Vyas M, Hechtman JF, Zhang Y, Benayed R, Yavas A, Askan G, et al. DNAJB1-PRKACA fusions occur in oncocytic pancreatic and biliary neoplasms and are not specific for fibrolamellar hepatocellular carcinoma. Mod Pathol 2020;33(4):648-56 doi 10.1038/s41379-019-0398-2.

5. Chan GKL, Maisel S, Hwang YC, Pascual BC, Wolber RRB, Vu P, et al. Oncogenic PKA signaling increases c-MYC protein expression through multiple targetable mechanisms. eLife 2023;12 doi 10.7554/eLife.69521.

6. Turnham RE, Smith FD, Kenerson HL, Omar MH, Golkowski M, Garcia I, et al. An acquired scaffolding function of the DNAJ-PKAc fusion contributes to oncogenic signaling in fibrolamellar carcinoma. eLife 2019;8 doi 10.7554/eLife.44187.

7. Kastenhuber ER, Lalazar G, Houlihan SL, Tschaharganeh DF, Baslan T, Chen CC, et al. DNAJB1-PRKACA fusion kinase interacts with beta-catenin and the liver regenerative response to drive fibrolamellar hepatocellular carcinoma. Proc Natl Acad Sci U S A 2017;114(50):13076-84 doi 10.1073/pnas.1716483114.

8. Ruland L, Andreatta F, Massalini S, Chuva de Sousa Lopes S, Clevers H, Hendriks D, et al. Organoid models of fibrolamellar carcinoma mutations reveal hepatocyte transdifferentiation through cooperative BAP1 and PRKAR2A loss. Nat Commun 2023;14(1):2377 doi 10.1038/s41467-023-37951-6.

9. Schalm SS, O’Hearn EE, Wilson K, LaBranche TP, Silva G, Zhang Z, et al. Evaluation of Protein Kinase cAMP-Activated Catalytic Subunit Alpha as a Therapeutic Target for Fibrolamellar Carcinoma. Gastro Hep Advances 2023;2(3):307-21 doi doi.org/10.1016/j.gastha.2022.11.004.

10. Muller-Dott S, Tsirvouli E, Vazquez M, Ramirez Flores RO, Badia IMP, Fallegger R, et al. Expanding the coverage of regulons from high-confidence prior knowledge for accurate estimation of transcription factor activities. Nucleic Acids Res 2023;51(20):10934-49 doi 10.1093/nar/gkad841.

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