Nature子刊:线粒体定位的MBD2c蛋白促进mtDNA转录和化疗耐药

摘要:编辑丨王多鱼排版丨水成文线粒体作为哺乳动物细胞能量代谢的核心,可通过代谢重编程增强肿瘤细胞在应激条件下的适应能力从而促进肿瘤存活和疾病进展。线粒体基因组编码的13条多肽是氧化磷酸化系统的重要组成部分,直接参与细胞呼吸并产生ATP。因此线粒体的正常转录对于维持细

编辑丨王多鱼排版丨水成文线粒体作为哺乳动物细胞能量代谢的核心,可通过代谢重编程增强肿瘤细胞在应激条件下的适应能力从而促进肿瘤存活和疾病进展。线粒体基因组编码的13条多肽是氧化磷酸化系统的重要组成部分,直接参与细胞呼吸并产生ATP。因此线粒体的正常转录对于维持细胞的能量需求至关重要,也是临床治疗肿瘤的潜在靶点之一。线粒体DNA(mtDNA)中的非编码序列(NCR)作为启动子区域调节mtDNA的转录,其中线粒体转录因子TFAM可以特异性识别并结合NCR进而调控转录起始。然而相较于研究深入的细胞核转录事件,针对线粒体转录是如何被精密调控的以及与肿瘤进程相关性的研究仍然较少。此外,线粒体的功能异常与多种疾病存在密切联系,例如肿瘤细胞可以通过线粒体代谢逃避药物杀伤,因此深入了解线粒体转录调控机制及其与耐药性的关系对于开发新型疗法具有重要意义。2024年11月28日,中国科学技术大学张华凤课题组和南方医科大学/广东省人民医院高平/孙林冲课题组合作,在 Nature Chemical Biology 期刊发表了题为:Mitochondria-localized MBD2c facilitates mtDNA transcription and drug resistance 的研究论文。该研究发现,线粒体中的MBD2c蛋白通过促进线粒体基因转录增强乳腺癌细胞对化疗药物顺铂的耐药性。机制解析表明, MBD2c与去乙酰化酶SIRT3结合并使TFAM发生去乙酰化,进而上调mtDNA编码蛋白的表达。同时,该研究还发现,在化疗药物顺铂的处理下,MBD2c通过维持mtDNA的表达及细胞内的氧化还原稳态提高乳腺癌细胞的耐药性,为临床乳腺癌的治疗和诊断提供了潜在的新靶点。图1. MBD2c通过激活线粒体转录促进线粒体氧化呼吸并维持氧化还原稳态从而诱导肿瘤耐药综上所述,该研究首次发现甲基结合蛋白MBD2c可以定位至线粒体基质并与线粒体基因组中的NCR结合,并与SIRT3/TFAM形成三元复合物促进mtDNA转录和线粒体呼吸代谢,从而增强乳腺癌细胞对顺铂的化疗耐药。该研究拓展了细胞核编码蛋白通过细胞器易位调控线粒体内部基因表达的分子机制,阐述了线粒体定位的MBD2c是导致临床乳腺癌患者对顺铂产生耐药的原因之一,并为MBD2c作为治疗靶点或诊断生物标志物的临床转化提供了研究基础。中国科学技术大学郝仡杰博士、博士研究生周子龙为论文共同第一作者,张华凤教授,高平教授以及孙林冲副研究员为共同通讯作者。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41589-024-01776-1原标题:《Nature子刊:张华凤/高平/孙林冲揭示线粒体定位的MBD2c蛋白促进mtDNA转录和化疗耐药》

来源:科学大家谈

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