背景
N6-甲基腺苷 (m6A)修饰在调节mRNA命运中起关键作用，并参与多种生理和病理过程，包括肿瘤发生。mRNAs上的m6A标记主要通过由METTL3/METTL14/WTAP核心和其他辅因子组成的甲基转移酶 (‘写入器’)复合物共转录沉积，并可通过去甲基化酶 (‘擦除器’)蛋白如FTO或ALKBH5去除。我们和其他人已经表明，这些m6A调节蛋白在各种类型的癌症中发挥关键的致癌作用。
简介
2022年10月26日，来自中国广州医科大学的Hengyou Weng及其团队在Cancer Cell (IF: 26.602)杂志上发表名为The m6A reader IGF2BP2 regulates glutamine metabolism and represents a therapeutic target in acute myeloid leukemia的研究[1]。
研究要点
1、IGF2BP2在AML (尤其是LSC)中高度表达，且与预后不良相关。
2、IGF2BP2作为m6A读取器，可促进AML的启动/发展和维持。
3、IGF2BP2通过靶向GPT2、SLC1A5和MYC控制AML中的谷氨酰胺代谢。
4、IGF2BP2的药理学抑制提供了AML治疗的一种新策略。
主要结果
IGF2BP2在AML中呈高表达，尤其是在LSCs/ LICs中，且其高表达与不良预后相关
通过分析癌症基因组图谱 (TCGA)数据集，我们发现IGF2BP2在AML的三个IGF2BP家族基因中的mRNA水平最高，并且与绝大多数其他类型的癌症相比，在AML中高度表达。使用qPCR分析，我们发现与健康对照组相比，携带各种染色体异常 (尤其是携带t (11q23)/MLL重排的AML患者)的IGF2BP2水平显著升高 (图1A)。与仅携带NPM1突变的患者相比，携带NPM1和FLT3- ITD突变的正常核型患者的IGF2BP2表达水平更高 (通常与不良预后相关)。与此一致，对TCGA队列中的IGF2BP2表达所做的分析也证实，与低危AML患者相比，低危AML患者 (包括中危和高危)的IGF2BP2表达水平较高 (图1B)。这些数据表明，IGF2BP2的高表达可能与较差的生存率有关。实际上，在GEO: GSE14468队列中，较高水平的IGF2BP2与AML患者的总体生存期较短相关 (图1C)。在对年龄、性别和分子改变等其他因素进行控制后，较高水平的IGF2BP2表达仍与预后不良相关，因此是一个潜在的预后标记物。与RNA表达一致，与健康对照组相比，AML患者的IGF2BP2蛋白水平也升高 (图1D)。
图1. IGF2BP2水平升高与AML患者不良预后相关
MYC、GPT2和SLC1A5在AML细胞中介导IGF2BP2的效应
我们进行了功能丧失试验，以评估这些IGF2BP2靶基因在AML中的作用。与它们在Glu代谢和TCA循环中的功能一致，MYC、GPT2或SLC1A5的KD抑制了Gln摄取、耗氧量和ATP生成 (图5A、5B)，并导致AML细胞生长和增殖的抑制以及AML细胞分化和凋亡的诱导 (图5C-5E)。在小鼠HSPCs的MA9介导的细胞永生化过程中，Gpt2、Slc1a5或Myc的KD抑制了集落形成能力 (图5F)，类似于Igf2bp2 KD的作用 (图2C)。此外，在从MA9白血病小鼠采集的白血病BM原始细胞中沉默这些基因会抑制集落形成能力 (图5G)。鉴于IGF2BP2在促进LSCs/LIC中起关键作用，我们进行了体外LDA以评估靶基因KD对LSC/LIC频率的影响。正如预期，这些靶基因中的KD在MA9转化的小鼠HSPCs中显著复制了Igf2bp2 KD，降低了LSC/LIC频率(图5H)。与这些发现一致，在AML患者样本中，CD34+人群中的GPT2、SLC1A5和MYC的表达高于CD34-的相应人群，与IGF2BP2的模式类似。
图5. MYC、GPT2和SLC1A5是AML细胞中IGF2BP2的重要功能靶点
CWI1-2在体内外均表现出良好的抗白血病作用
然后通过各种体外试验评估CWI1-2的抗白血病疗效。值得注意的是，与从健康供体分离的对应细胞相比，AML患者的CD34+细胞对CWI1-2治疗更敏感 (图7A)，表明存在治疗窗口期。与该结果一致的是，在IGF2BP2高表达的AML细胞中，CWI1-2的IC50值低于IGF2BP2低表达的白血病细胞，如U937和SUPB16 (图7B)。用CWI1-2处理IGF2BP2高表达的细胞以浓度依赖性方式诱导了显著的细胞分化和凋亡，而在IGF2BP2低表达的细胞中观察到了轻微变化。与其对参与Gln代谢的IGF2BP2靶基因表达的抑制作用一致，CWI1-2治疗降低了Gln摄取和线粒体功能受损，导致AML细胞ATP生成减少 (图7C-7E)。此外，CWI1-2的存在显著抑制了MA9诱导的白血病小鼠的原始细胞形成结肠的能力，并极大地损害了LSC/LICs的自我更新 (图7F和7G)。
图7. CWI1-2在体内外均表现出较强的抗白血病作用
结论及展望
综上所述，我们的研究证明了IGF2BP2作为m6A结合蛋白在AML发病机制中控制Gln代谢的重要作用，并强调了靶向IGF2BP2是AML和其他类型IGF2BP2过表达癌症的有效治疗策略。
DOI
10.1016/j.ccell.2022.10.004
参考文献
1.Weng Hengyou,Huang Feng,Yu Zhaojin et al. The mA reader IGF2BP2 regulates glutamine metabolism and represents a therapeutic target in acute myeloid leukemia.[J] .Cancer Cell, 2022, undefined: undefined.
转自：“生物医学科研之家”微信公众号
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