【Nature子刊】中山大学发文：发现癌转移新分子机制及治疗新靶点

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作者：Jerry

导读：转移是鼻咽癌治疗失败的主要原因。芳烃受体核转运因子样2 (Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator like 2, ARNTL2)是一种核心的昼夜节律基因，在多种肿瘤的发生发展中起着至关重要的作用。然而，ARNTL2在鼻咽癌中的生物学作用和机制尚未完全阐明。

7月2日，中山大学研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“The circadian gene ARNTL2 promotes nasopharyngeal carcinoma invasiveness and metastasis through suppressing AMOTL2-LATS-YAP pathway”。本研究中，研究人员发现在鼻咽癌组织和细胞中，ARNTL2的表达显著上调。过表达ARNTL2促进了鼻咽癌细胞的迁移和侵袭能力，而在类似处理的细胞中抑制ARNTL2则使鼻咽癌细胞的迁移和侵袭能力减弱。与此一致的是，体内异种移植肿瘤模型显示，ARNTL2沉默可减少裸鼠腹股沟淋巴结和肺转移，以及肿瘤生长。机制上，ARNTL2通过直接结合AMOTL2启动子，负向调节AMOTL2的转录表达，从而减少AMOTL2对LATS1/2激酶的招募和稳定，从而通过抑制lats依赖性的YAP磷酸化，加强YAP核易位。AMOTL2的抑制抵消了ARNTL2敲低对鼻咽癌细胞迁移和侵袭能力的影响。这些发现表明，ARNTL2可能是对抗鼻咽癌转移的一个有希望的治疗靶点，并进一步支持昼夜节律基因在癌症发展中的关键作用。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06860-x#Sec10

背景知识

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鼻咽癌是一种易转移的头颈部恶性肿瘤。据报道，超过70%的患者发生颈部淋巴结转移，20-30%的病例发生远处转移，最常见的是骨、肺和肝。现代临床实践通过早期筛查和改进治疗方案，如血浆EB病毒DNA检测和调强放疗与化疗的结合，极大地改善了鼻咽癌患者的疾病进展。然而，转移患者的生存获益仍然非常有限。因此，阐明与鼻咽癌转移相关的分子机制以促进针对鼻咽癌转移的特异性治疗方案的开发是非常迫切的。

昼夜节律由昼夜节律基因驱动，广泛存在于几乎所有生物体中，并协调各种生物过程。流行病学证据支持，昼夜节律紊乱会增加人类癌症的风险，包括鼻咽癌、结肠癌、乳腺癌、前列腺癌和肺癌。数据表明，昼夜节律基因的失调在癌症的发病机制中具有潜在的重要作用。最近的研究报道了多个昼夜节律基因，特别是PER-ARNT-SIM (PAS)超家族，与鼻咽癌的进展有关。例如，PER2的过表达减弱了鼻咽癌细胞的增殖、转移和放化疗耐药性。此外，研究表明，ARNTL在鼻咽癌中低表达，并通过靶向CDK5抑制肿瘤发生和顺铂耐药，但不影响细胞迁移和侵袭能力。尤其是，当研究人员分析GSE12452数据集时，研究人员发现与ARNTL类似的昼夜节律转录因子ARNTL2在NPC中上调，这表明ARNTL2在NPC的发展中可能与ARNTL有不同的作用。然而，ARNTL2在NPC中的作用和机制尚不清楚。

ARNTL2促进鼻咽癌细胞在体外的迁移和侵袭能力

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为了研究ARNTL2在鼻咽癌中的潜在生物学作用，研究人员对有或没有ARNTL2敲除的HONE1细胞进行了RNA-seq分析。研究结果显示，共鉴定出差异表达基因1623个，其中上调基因777个，下调基因846个。GSEA分析显示，在ARNTL2高表达组中，多个转移相关基因组显著富集，表明ARNTL2在鼻咽癌中可能具有促进转移的作用。

我们在EBV阴性(hon1)和EBV阳性(HK-1)鼻咽癌细胞系中进行了ARNTL2的瞬时过表达或敲低。通过划痕实验和细胞迁移实验检测ARNTL2对鼻咽癌细胞迁移和侵袭能力的影响。值得注意的是，ARNTL2过表达增强了鼻咽癌细胞的迁移和侵袭能力。相反，敲低ARNTL2显著降低了鼻咽癌细胞的迁移和侵袭能力。然而，过表达或敲除ARNTL2对鼻咽癌细胞的增殖都没有或几乎没有影响。这些结果表明ARNTL2可能主要促进鼻咽癌的转移。

ARNTL2敲低干扰鼻咽癌的体内侵袭和转移

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为了进一步证实ARNTL2在鼻咽癌体内转移中的功能重要性，研究人员通过移植稳定的ARNTL2沉默的HONE1细胞或相应的对照，构建了异种移植肿瘤转移模型。值得注意的是，腹股沟淋巴结转移模型显示，shARNTL2组裸鼠腹股沟淋巴结的大小和体积明显小于对照组。此外，脚垫原发肿瘤的H&E染色显示，敲低ARNTL2导致原发肿瘤对皮肤和肌肉的侵袭性降低。腹股沟淋巴结免疫组化染色显示，shARNTL2组泛ck阳性淋巴结比例明显降低。另外，为了研究ARNTL2对鼻咽癌远处转移的影响，研究人员建立了肺转移模型，观察到shARNTL2组肺表面转移结节明显少于对照组，H&E染色结果也与对照组一致。免疫组化染色显示，shARNTL2组中AMOTL2、LATS1/2、pYAP-S127的表达明显增加，而两组中总YAP的表达无明显变化。此外，尽管在体外没有观察到对细胞增殖的明显影响，但考虑到复杂的体内生理环境，研究人员继续建立异种移植物肿瘤生长模型。有趣的是，与对照组相比，shARNTL2组在肿瘤生长方面表现出明显的抑制作用。这些发现表明，在体内，ARNTL2通过抑制AMOTL2和LATS依赖性的YAP磷酸化，促进鼻咽癌淋巴和肺转移，以及肿瘤生长。

ARNTL2敲低可干扰鼻咽癌的侵袭和体内转移

研究结论

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综上所述，在鼻咽癌细胞中，上调ARNTL2可抑制AMOTL2的转录表达，减少AMOTL2对LATS1/2激酶的募集和稳定，最终促进YAP易位至细胞核，驱动鼻咽癌侵袭和转移。这些发现进一步揭示了鼻咽癌转移的分子机制，并为未来的肿瘤治疗提供了靶向ARNTL2的证据。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06860-x#Sec10

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