STTT | 杨烨团队发掘BUB1B协同circBUB1B_544aa介导MM新机制

多发性骨髓瘤(MM)是一种无法治愈的骨髓浆细胞恶性肿瘤，其特征为染色体不稳定(CIN）。在过去几十年里，尽管免疫调节剂和蛋白酶体抑制剂等靶向药物极大地改善了MM患者的治疗效果，但MM仍然危及生命且无法治愈。研究发现，染色体不稳定性(CIN)加速了MM恶性肿瘤和耐药性的发展^[1,2]，导致治疗失败和复发，从而限制了大多数当前疗法的有效性。因此，识别参与CIN病和多发性骨髓瘤之间关系的新分子和信号通路至关重要。

由于circRNA已被阐明在癌症的发生、发展、侵袭和耐药性中起着关键作用，研究者们开始探索MM对应细胞内耐药性和恶性肿瘤的联系是否由circRNA穿梭引起的。先前，该研究团队通过对MM患者样本进行基因表达谱分析(GEP)，发现BUB1B（BUB1有丝分裂检查点丝氨酸/苏氨酸激酶B）的存在，其对有丝分裂纺锤体检查点的功能和纠正动粒-微管连接至关重要，该蛋白在MM中诱导了CIN效应^[3]，但相关作用机制尚未明确。本文，作者将对其如何发挥作用进行深入研究，其研究成果有望为后续疾病治疗提供重要参考价值。

近日，杨烨教授、顾晓松院士和顾春艳教授（南京中医药大学）共同通讯，在Signal Transduct Target Ther杂志（IF 18.182）发表题为BUB1B and circBUB1B_544aa aggravate multiple myeloma malignancy through evoking chromosomal instability的文章。该研究表明，BUB1B蛋白的过表达诱发CIN；随后发现新蛋白circBUB1B_544aa具有与BUB1B激酶相同的催化核心区域，与BUB1B在诱导CIN方面发挥协同作用，即两者均可以通过磷酸化CEP170以诱导CIN来发挥作用。这些发现为BUB1B和circBUB1B_544aa作为MM中潜在的诊断标志和治疗靶点提供重要依据。

在功能上，作者通过对样本的GEP数据集进行分析发现，MM和RMM患者的浆细胞中BUB1B表达与其他组相比显著升高，BUB1B的表达与HOVON65和TT2患者队列的不良结局明显相关(图1)，表明BUB1B是MM预后不良的潜在生物标志物。通过细胞过表达(OE)与敲除(KD) (图2)，细胞克隆与增殖实验表明，导入BUB1B-OE后CAG和H929细胞增殖速率显著升高，表明BUB1B促进MM细胞增殖和克隆扩增。

图1

图2

在功能上，作者通过对样本的GEP数据集进行分析发现，MM和RMM患者的浆细胞中BUB1B表达与其他组相比显著升高，BUB1B的表达与HOVON65和TT2患者队列的不良结局明显相关(图1)，表明BUB1B是MM预后不良的潜在生物标志物。通过细胞过表达(OE)与敲除(KD) (图2)，细胞克隆与增殖实验表明，导入BUB1B-OE后CAG和H929细胞增殖速率显著升高，表明BUB1B促进MM细胞增殖和克隆扩增。

图3

经Co-IP、MS分析，作者鉴定出BUB1B下游靶标中心体蛋白170（CEP170），其与BUB1B存在相互作用（图4）。CEP170是负责中心体微管锚定的主要成分。BUB1B激酶失活会导致纺锤体检查点丢失和严重的染色体分离缺陷。通过siRNA靶向CEP170降低了BUB1B引起的CIN特征（图5），从而表明BUB1B通过与CEP170相互作用诱导MM的CIN。另外，由于BUB1B本身是一种激酶，作者通过抗磷酸丝氨酸抗体检测、其他验证实验分析发现BUB1B可以磷酸化CEP170，CEP170Ser1260是BUB1B的磷酸化位点（图6），突变体Ser1260Ala CEP170和BUB1B之间的相互作用显著减弱；但突变的Ser1260Ala CEP170可以影响CIN，与WT细胞相比，主要表现为染色体板宽度减少和有丝分裂纺锤体长度增加，细胞中的多核细胞数量减少。以上这些研究揭示了BUB1B通过磷酸化CEP170 Ser1260位点诱导MM的CIN。

图4

、

图5

图6

作者通过对BUB1B诱发CIN的作用机制深入研究后，遇到了有趣的事，研究团队发现了由circBUB1B编码的新蛋白circBUB1B_544aa的存在。过表达circBUB1B使MM患者表现出明显较差的EFS生存率，表明circBUB1B可能是MM进展的潜在生物标志物。进而研究发现，该新蛋白与BUB1B激酶含有相同的核心催化区域、同样的作用机制，也可以促进MM细胞增殖及耐药（图7），并与BUB1B在唤起CIN方面发挥协同作用。后续验证实验也证明，这两个蛋白皆可以通过磷酸化CEP170以诱导MM的CIN。此外，MM细胞还可分泌circBUB1B_544aa，该蛋白也可以对MM微环境细胞产生干扰作用。通过siRNA靶向BUB1B和circBUB1B_544aa的激酶核心催化区域，诱导下调BUB1B和circBUB1B_544aa可抑制MM细胞体外和体内生长。综上，BUB1B和circBUB1B_544aa是MM有望的预后和治疗靶点。

图7

原文链接

https://doi.org/10.1038/s41392-021-00746-6

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参考文献

1. Sansregret, L., Vanhaesebroeck, B. & Swanton, C. Determinants and clinical implications of chromosomal instability in cancer.Nat. Rev. Clin. Oncol.15,139–150 (2018).

2. Zhou, W. et al. NEK2 induces drug resistance mainly through activation of efflux drug pumps and is associated with poor prognosis in myeloma and other cancers.Cancer Cell.23, 4 8–62 (2013).

3. Yang, Y. et al. BUB1B promotes multiple myeloma cell proliferation through CDC20/CCNB axis.Med. Oncol.32, 81 (2015).