多组学研究解密催乳素瘤的致病机制

催乳素瘤，它的典型特征是催乳素（PRL）分泌增加，产生诸如闭经、溢乳、不孕（育）等症状，常见于女性。来自首都医科大学北京神经外科研究所的研究者发现，在某种类型的催乳素瘤中，男性患者的比例会更高，这是什么情况？小编带大家一探究竟~

近期，期刊Nature Communications（IF=12.12）发表了一篇题为《SomaticSF3B1 hotspot mutation in prolactinomas》的研究成果。该篇论文利用全基因组测序技术和转录组测序技术，解密催乳素瘤潜在的致病机制，为今后靶向治疗提供依据。

研究内容

以往对催乳素瘤的研究没有发现高频突变基因，极大阻碍了发病机制的理解和治疗策略的制定。研究者利用全基因组测序（WGS）技术对切除的催乳素瘤进行全基因组分析，确定了SF3B1中的热点突变。通过转录组测序（RNA-Seq）发现SF3B1突变导致雌激素受体-相关受体（ESRR）家族成员ESRRG的异常剪接，进而导致PRL分泌异常及催乳素瘤的发生。

技术路线

研究结果

催乳素瘤SF3B1^R625H突变的鉴定

作者对21例催乳素瘤患者进行全基因组重测序，找到了88个基因的90个体细胞突变（图1A），发现仅有SF3B1在多个样本中被发现。为了验证这一发现，作者对227例催乳素瘤患者进行PCR分析，SF3B1^R625H突变型催乳素瘤总检出率为19.8%。

SF3B1^R625H对催乳素瘤功能的影响

作者对手术切除的人催乳素瘤进行原代细胞培养，发现突变型肿瘤细胞培养基中PRL分泌水平高于野生型（图2a）。为进一步评估SF3B1^R625H在催乳素瘤中的作用，作者进行了敲除和恢复实验，发现SF3B1 siRNA导致原代培养催乳素瘤细胞中PRL分泌减少（图2c），接着用腺病毒SF3B1^WT和SF3B1^R625H感染原代培养的催乳素瘤细胞，发现SF3B1突变导致催乳素分泌显著增加（图2d）。

为研究SF3B1^R625H突变在催乳素瘤发生发展中的作用和功能，作者发现SF3B1^R625H过表达促进了GH3（大鼠垂体瘤细胞）和MMQ（小鼠垂体瘤细胞）的病灶形成（图2e、h）。接着利用CCK-8法检测SF3B1^R625H对细胞增殖的影响，发现SF3B1^R625H促进了GH3和MMQ细胞的生长（图2f，i）。利用流式细胞术检测SF3B1^R625H对细胞凋亡的影响，发现SF3B1^R625H可降低GH3和MMQ细胞的早期和晚期凋亡率（图2g、j）。

SF3B1^R625H诱导ESRRG异常剪接

作者通过RNA-seq，发现SF3B1^R625H样本中ESRRG的表达显著增加（图3b），而这一特征在野生型肿瘤和正常垂体中没有观察到。在转录水平分析中，发现突变组中ESRG高表达的原因来自转录物NM_001243518.1（以下简称为隐匿ESRRG转录本）。通过qRT-PCR实验，仅在SF3B1突变样本中观察到隐匿ESRRG转录本，而在野生型或正常垂体中未观察到（图3d，e）。

隐性ESRRG结合Pit-1具有更大的亲和力

作者利用免疫共沉淀证实了Pit-1（垂体特异性正转录因子1）/ESRRG两者之间有直接的相互作用。接着作者通过荧光素酶法检测HEK293细胞中Pit-1、PRL启动子、隐性和典型ESRRG克隆的瞬时共表达，发现隐匿型ESRRG比经典型表现出更强的PRL转录活性（图4）。最后作者分别用隐匿型和经典型ESRRG腺病毒去感染原代培养的催乳素瘤细胞，发现隐匿型ESRRG导致PRL分泌显著增加，而垂体中典型的ESRRG无此效果。

SF3B1突变的临床意义

作者分析227例催乳素瘤患者的临床特点，其中45例存在SF3B1^R625H突变。性别分析显示突变群体中存在显著的男性偏好（图5a）。与野生型相比，SF3B1突变型催乳素瘤会产生更高的PRL（图5b）。作者根据10年间的随访数据，观察到SF3B1突变组与较低的无进展生存率显著相关（图5c）。

结论

催乳素瘤的典型特征是催乳素分泌增加，作者通过多组学联合的测序技术，发现催乳素瘤中的SF3B1^R625H突变，该突变会导致ESRRG的异常剪接，而这种异常情况导致催乳素的过度分泌。对SF3B1^R625H突变的检查在患者预后预测中具有一定意义，而针对ESRRG异常剪接体的靶向治疗为这些患者的治疗提供了新的思路。

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参考文献

Li Chuzhong, Xie Weiyan, Rosenblum Jared S et al. Somatic SF3B1 hotspot mutation in prolactinomas[J]. Nat Commun, 2020, 11: 2506.