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长读长测序揭示WNK2新型异构体激活促炎信号通路以促癌

2026-08-04     来源:怡美通德微信公众号     点击次数:93

在癌症研究中,同一基因在不同组织背景下可以扮演截然相反的角色。WNK2就是这样一个“双面间谍”,既往研究多聚焦于其通过激酶结构域(KD)依赖性方式负调控ERK1/2信号,在多形性胶质母细胞瘤、胰腺导管腺癌等实体瘤中发挥抑癌功能,其沉默主要归因于启动子区CpG岛高甲基化。然而,今年7月由Dana-Farber癌症研究院和哈佛医学院等研究团队联合发表在Blood Cancer Journal上的一项题为“WNK2 oncogenicity revealed by the discovery and functional characterization of novel gene isoforms in MYD88 mutated Waldenström’s Macroglobulinemia”研究发现,在一种浆细胞淋巴瘤华氏巨球蛋白血症中,WNK2却通过一类特殊的新型剪接异构体激活了促炎信号通路,为癌细胞“添柴加火”。在这项研究中,研究人员对华氏巨球蛋白血症(WM)患者细胞进行了转录组和甲基化分析。研究发现,在早期MYD88突变型WM中,WNK2并非如既往认知般被沉默,而是发生普遍异常表达上调,并随疾病进展呈现差异转录调控。更为关键的是,研究者使用PacBio Iso-Seq长读长转录组测序分析首次鉴定出一类在肿瘤细胞中高表达的新型WNK2剪接异构体WNK2/S-NK,其携带外显子跳跃事件,并缺失激酶结构域(KD),通过触发促炎级联反应,激活ERK1/2与NF-κB生存信号。该研究揭示了长读长测序技术在发现肿瘤特异性剪接事件中的独特优势,也为WM的分子分型与靶向干预提供了新的理论依据。

01 WNK2在MYD88突变型WM早期普遍异常上调,其表达不受MYD88信号直接驱动

研究团队通过对264例WM患者细胞进行转录组测序分析发现,在MYD88突变型患者中,几乎全部WM均在早期呈现WNK2的异常表达上调,而在健康B细胞及MYD88野生型WM中则完全沉默。随着疾病进展,WNK2的表达命运发生分化,在B细胞样(BCL)亚型中被显著抑制,而在浆细胞样(PCL)亚型中则进一步上调,成为该亚型的分子标志。为进一步探究WNK2上调的驱动因素,研究者检测了多种MYD88突变型与野生型淋巴瘤及骨髓瘤细胞系,发现MYD88突变型细胞系中WNK2表达反而普遍受到抑制。在MYD88野生型细胞中过表达MYD88突变体或用LPS、CpGODNs、IL-6刺激均未能诱导WNK2上调,揭示了WNK2的异常表达并非由MYD88信号通路直接驱动,而是通过MYD88非依赖性的表观遗传调控机制实现。

图1 WM原代细胞和MYD88突变型及野生型细胞系中总WNK2的mRNA和蛋白水平

02 甲基化与可变剪接双重调控驱动WM亚型分化

研究者通过ERRBS甲基化与PacBio长读长转录组测序的联合分析,揭示了WNK2在WM中异常表达的调控机制。在甲基化层面,PCL亚型呈现显著的内含子增强子低甲基化,而BCL亚型的甲基化模式更接近健康记忆B细胞。

图2 WM中WNK2的CpG甲基化

在转录组层面,研究首次鉴定出11种新型剪接异构体,基本均包含外显子27-28的跳跃事件。在高WNK2表达患者中,缺失激酶结构域的S-NK家族与保留结构域但同样携带外显子跳跃的S-K家族合计占总表达的42%,而经典全长C-K家族仅占6.1%。跨组织比较显示,WM与胆管癌中S-K、S-NK呈癌症特异性上调,且分别偏好WNK2/S-NK1与WNK2/S-NK3,揭示了新型异构体的癌症特异性高表达是WNK2从抑癌转为促癌的核心分子基础。

图3 WM和多种正常及疾病组织中WNK2基因异构体分析

03 WNK2/S-NK1过表达激活WM中ERK1/2和NF-κB信号转导,驱动促炎表型

为验证新型异构体的功能,研究人员在BCWM.1和MWCL-1两个细胞系中过表达了WM中最优势的WNK2/S-NK1异构体,并以人工插入外显子27-28的WNK2/S-NK1e作为对照。结果显示,WNK2/S-NK1过表达显著增强了ERK1/2及其下游p90RSK的磷酸化,BCWM.1中还观察到NF-κB活化增强,而在插入外显子的对照中,这些效应均被逆转,表明该促癌信号依赖于外显子27-28的跳跃而非激酶结构域本身。转录因子分析进一步证实,与对照相比,AP1、CREB等ERK/NF-κB相关转录因子活性在过表达WNK2/S-NK1的BCWM.1和MWCL-1中显著富集。转录组分析显示,在过表达WNK2/S-NK1的BCWM.1细胞中中性粒细胞趋化与炎症通路显著富集,S100A8/A9及CXCL13、CXCL10、CCL3等促炎趋化因子上调。结果表明,新型癌症特异性S-NK异构体通过激活ERK1/2和NF-kB信号的促炎级联反应,驱动WM中的WNK2致癌性。这些效应不依赖于激酶结构域,并由观察到的异常外显子跳跃事件介导。

图4 WNK2/S-NK1信号在慢病毒转导的WM细胞系中的功能特征

SUMMARY

这项研究提示我们,癌症的复杂性远超想象,同一个基因可以因不同剪接模式从“守护者”变成“帮凶”。从被定义为抑癌基因,到被证实具备促癌功能,WNK2在华氏巨球蛋白血症中的分子病理学认知,也为更广泛的肿瘤生物学研究打开了新的窗口。PacBio长读长测序技术在本研究中的成功应用让研究者得以看清这些隐秘的分子细节,也再次证明隐藏在转录组“暗物质”中的新型异构体,可能是诸多未解之谜的答案。虽然WNK2特异性抑制剂尚未问世,但这项发现已经为华氏巨球蛋白血症的精准分型和未来靶向治疗提供了线索和方向。
 


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参考文献

  1. Guerrera, M.L., Liu, X., Tsakmaklis, N. et al. WNK2 oncogenicity revealed by the discovery and functional characterization of novel gene isoforms in MYD88 mutated Waldenström’s Macroglobulinemia. Blood Cancer J. (2026). https://doi.org/10.1038/s41408-026-01554-3

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