Nat Commun：结直肠癌致癌突变 RNF43_pG659fs 对 PI3K/mTOR 抑制剂敏感

丁香学术2022-11-30

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结直肠癌的发病率和死亡率仍处于所有类型癌症的前列，并呈现年轻化趋势。尽管针对结直肠癌已开展了广泛的基因组分析，但由于相关突变的致癌作用仍未明确，导致目前基因变异在结直肠癌治疗决策中的应用仍然非常有限 ¹。因此，亟须研究结直肠癌突变基因的分子机制，以开发更有效的治疗方法。

近日，哈佛大学医学院 Dana Farber Cancer Institute 的 Marios Giannakis 团队和中山大学附属第八医院方丽珊副研究员在 Nature Communications 期刊上发表题为 RNF43 G659fs is an oncogenic colorectal cancer mutation and sensitizes tumor cells to PI3K/mTOR inhibition 的研究论文，揭示了 RNF43_p.G659fs 突变在结直肠癌的致癌机制，并对 PI3K/mTOR 抑制剂敏感。

RNF43 是一种 E3 泛素连接酶，Wnt 信号通路的主要负向调节因子，编码 783aa 的锌指蛋白，2014 年 Giannakis 团队在 Nature Genetics 首次报道在结直肠癌和其他肿瘤中经常发生不同位点的遗传突变，包括蛋白 N 端截短突变 p.R117fs 和 C 端截短突变 p.G659fs ²，随后再发现这两种突变在转录组学上截然不同的生物学功能 ³。功能失活型的 RNF43_p.R117fs 肿瘤高度依赖 Wnt 配体，并对 WNT 特异性抑制剂 PORCNi 敏感 ⁴。事实上更值得注意的是，RNF43_p.G659fs 突变频率更高，约占 8% 的结直肠癌，但该突变对 Wnt 信号传导以及结直肠癌的作用影响却存在争议，尤其是临床前数据显示 RNF43_p.G659fs 突变在结直肠癌中对 PORCNi 不敏感，目前没有针对该突变的治疗策略 ⁵。

为探究 RNF43 在结直肠癌中的功能和作用，作者通过临床前模型（CRISPR 编辑的细胞系、患者衍生的类器官和异种移植小鼠模型），发现 RNF43_p.G659fs 不同于 p.R117fs，能够以不依赖 Wnt 配体信号的方式促进肿瘤细胞增殖，并且不引起 Wnt 信号通路激活，提示了 RNF43_p.G659fs 不是 passanger mutation，在结直肠癌中具有不依赖 Wnt 信号的促癌作用。

为了解 RNF43_p.G659fs 的下游通路及潜在的药物靶点，该研究通过药物筛选文库（超过 5000 种化合药物，包括了 FDA 批准和临床前试验药物）有意思地发现 RNF43_p.G659fs 突变的细胞对 PI3K/mTOR 抑制剂（阿培利司 Alpelisib 和 PF-04691502）的敏感性比野生型的细胞强，并在肿瘤类器官和小鼠移植瘤实验中得到验证。

进一步通过蛋白质谱分析 p.G659fs 突变和野生型的差异互作蛋白，在非变性条件下进行免疫沉淀，用 TMT 标记进行定量蛋白质组学鉴定，结果发现 RNF43_p.G659fs 与 PI3K 调控亚基 p85 结合后将其泛素化降解，从而上调 AKT 的活性，提示 PI3K/mTOR 信号通路可做为 RNF43_p.G659fs 突变的治疗新靶点。

RNF43_p.G659fs 突变在微卫星不稳定 MSI 的患者中集中发生，但目前仍不清楚该突变和肿瘤免疫的关联。作者发现 RNF43_p.G659fs 与干扰素信号通路负相关，而且 PI3K/mTOR 抑制剂能逆转 p.G659fs 对干扰素信号通路的抑制作用。

综上，本文探寻了 RNF43_p.G659fs 突变在结直肠癌患者中的作用，提出了 p.G659fs 突变以非 Wnt 依赖的方式驱动结直肠癌和对 PI3K/mTOR 抑制剂敏感的分子证据，还发现 RNF43_p.G659fs 通过泛素化降解 p85 激活 PI3K/AKT 信号，在肿瘤发生微卫星不稳定的背景下抑制干扰素信号通路。该研究揭示了 RNF43_p.G659fs 突变的新机制，为携带该突变结直肠癌患者提供了新的治疗思路。