关键词：骨肉瘤；APA；MTERF3

文章标题：CPSF2-mediated 3’ UTR truncation of MTERF3 drives mitochondrial dysfunction and osteosarcoma progression

发表期刊：Oncogene(IF 9.1)

合作客户：汕头大学医学院第一附属医院刘钊勇团队、汕头大学医学院附属肿瘤医院张莹团队

维真助力：

慢病毒产品：LV-CMV-MTERF3-long 3′UTRLV-CMV-MTERF3-short 3′UTR

实验细胞：人OS细胞系U2OS、MG63

WB结果表明MTERF3基因成功过表达

研究背景

选择性多聚腺苷酸化（APA）是一种重要的转录后调控机制，在癌症中异常激活，但APA在肿瘤发生中的具体作用机制尚不明确。在本研究中作者分析了骨肉瘤（OS）组织中的APA事件，并识别出与OS患者预后及基因表达变化相关的3′UTR改变，这些变化涉及肿瘤抑制性miRNA结合位点的丢失，为骨肉瘤的治疗提供了新的方向。

部分结果展示

1. MTERF3短3′UTR异构体在体内外均增强了骨肉瘤的致癌性和转移能力

作者发现APA介导的miRNA结合位点耗损可能在骨肉瘤中是一种普遍存在的机制，MTERF3的3′UTR缩短及MTERF3表达量升高在骨肉瘤组织中被发现，并与预后不良相关。为了剖析MTERF3 3′UTR异构体对骨肉瘤进展的功能影响，作者构建了稳定表达MTERF3长3′UTR或MTERF3短3′UTR的骨肉瘤细胞系。功能检测显示，短3′UTR MTERF3的过表达显著增强了增殖能力、集落形成能力和迁移潜力，并抑制了细胞凋亡。在体内实验中，短3′UTR-MTERF3细胞表现出加速的皮下肿瘤生长和更高的肺转移负担，组织病理学分析证实了短3′UTR-MTERF3组中转移结节的增强Ki-67染色。这些发现表明，APA介导的MTERF3 3′UTR缩短增强了其促肿瘤生成活性。进一步研究发现APA介导的3′ UTR截断可规避miR-182-5p依赖的RISC靶向调控，驱动OS中MTERF3的过表达；同时，MTERF3 3′UTR缩短通过消除共享的miR-182-5p结合位点，打破了MTERF3-ADCY6之间的ceRNA竞争平衡，导致ADCY6表达下调，从而促进骨肉瘤进展。

图1 MTERF3短3’UTR异构体表现出更强的促肿瘤效应

2. CPSF2通过MTERF3短3′UTR促进OS恶性转化

系统相关性分析表明，CPSF2是MTERF3 3′UTR长度的上游调节因子，CPSF2导致产生一种短3′UTR的MTERF3异构体。为阐明CPSF2与MTERF3在骨肉瘤进展中的功能相互作用，作者在CPSF2敲低的骨肉瘤细胞中过表达MTERF3长3′ UTR或MTERF3短3′ UTR，进行挽救实验。体外实验显示，siRNA介导的CPSF2敲低显著抑制了细胞增殖、克隆形成与迁移能力，同时促进细胞凋亡。这些抑癌表型通过过表达MTERF3短3'UTR得以恢复。在体内实验中，CPSF2敲低的肿瘤体积和重量均显著减少，过表达MTERF3的短3'UTR逆转了这种生长抑制。此外CPSF2敲低降低了Ki67的表达并增加了caspase 3的表达，而过表达MTERF3短3'UTR则逆转了上述变化。这些结果表明CPSF2作为MTERF3驱动的致癌作用的上游调控因子，其中APA介导的3'UTR缩短使MTERF3转录本得以稳定并激活其翻译，最终促进骨肉瘤的增殖和转移。

图2 过表达MTERF3短3’UTR逆转CPSF2基因敲低的肿瘤抑制作用

实验结论

本研究揭示了APA介导的OS发病机制中的新调控机制：由CPSF2介导的MTERF3 3'UTR缩短，通过ceRNA相互作用同时上调MTERF3并下调ADCY6，从而驱动OS增殖和侵袭。这些发现表明3'UTR改变是OS进展的关键决定因素，并可能成为潜在的治疗靶点。