【客户案例重温】RBIS如何通过调控核糖体合成驱动肺癌进展与化疗耐药

导读：

在肺癌治疗研究领域，靶向核糖体生物合成已成为一个新兴的前沿方向。我们合作客户在Journal of Translational Medicine上发表了一项重要研究，首次揭示了核糖体生物合成因子RBIS在肺腺癌（LUAD）中的致癌功能。

 

该研究成功运用Polysome Profiling等核心技术，直观证实了RBIS通过影响核糖体组装，进而调控全局蛋白质翻译效率，最终促进肿瘤生长并诱导化疗耐药。本文将深入解读这项研究，并展示Polysome Profiling技术如何在解决关键科学问题中发挥不可替代的作用。

 

 

文章索引：

标题：RBIS regulates ribosome biogenesis to affect progression in lung adenocarcinoma.

发表期刊：Journal of Translational Medicine

发表时间：2024.10

作者团队：复旦大学上海癌症中心癌症研究所  闫明霞研究员团队

IF：7.5/Q1

DOI：10.1186/s12967-024-05886-1.

 

 

研究结果

（1）RBIS在肺腺癌组织中过表达，并与不良预后相关

首先，作者通过多数据库和临床样本分析，系统验证了RBIS在肺腺癌中的表达特征和临床意义。

 

RBIS在肺腺癌组织中普遍高表达（图1A-C），且与患者不良预后显著相关（图1F），但与其临床分期或转移状态无直接关联（图1D-E），提示RBIS可能作为一种独立的致癌因子发挥作用。进一步通过60对临床样本验证，证实了RBIS在肿瘤组织中的上调（图1G-H），强化了其作为肺腺癌恶性表型驱动因子的可靠性。

 

 

（2）敲低RBIS显著抑制肺腺癌细胞的迁移、侵袭潜能及体外生长

由于转移是肺癌患者死亡的主要原因，作者检测了敲低RBIS后肺腺癌细胞的体外迁移和侵袭潜力。

 

首先检测了RBIS在肺癌细胞系中的表达水平，并使用siRNA瞬时转染来抑制其在A549、H1299和PC9细胞中的表达（图2A, B）。Transwell实验表明，敲低RBIS显著抑制了肺癌细胞的体外迁移和侵袭潜力以及伤口愈合能力（图2C-G）。这些结果表明，RBIS可能是肺腺癌细胞转移特性的中介因子。

 

 

 

进一步评估RBIS是否影响肺腺癌细胞的体外生长。CCK-8实验的结果表明，在肺腺癌细胞中瞬时敲低RBIS导致细胞活力显著降低（图3A）。集落形成实验显示，敲低RBIS导致肺癌细胞集落形成减少（图3B）。CCK-8和集落形成实验的结果在RBIS稳定敲低细胞和瞬时敲低细胞之间是一致的（图3C-E）。

 

综上所述，这些结果表明RBIS的低表达在体外抑制了肺癌细胞的迁移和侵袭潜力。

（3）敲低RBIS可抑制体内肺癌细胞的肿瘤生长和转移

同时，作者也证实RBIS基因敲低可明显抑制肺腺癌细胞在体内的生长和转移。

 

（4）RBIS的敲低可诱导显著的细胞周期阻滞和凋亡

随后，作者深入揭示了RBIS缺失抑制肺腺癌细胞生长的机制——通过诱导细胞周期阻滞和促进细胞凋亡。

RBIS敲低导致细胞周期阻滞在G0/G1期（图5A-C），EdU实验证实DNA合成受阻（图5D）。分子机制上，c-myc、p-p70s6k等G1/S期关键促进因子表达下调，而周期抑制蛋白p21表达上调（图5E），从功能到分子层面完整揭示了RBIS调控细胞周期的通路。

 

 

细胞周期阻滞进一步触发了凋亡。流式细胞术显示RBIS敲低显著增加早期和晚期凋亡细胞比例（图6A-C），Western blot证实抗凋亡蛋白MCL-1表达下降（图6D）。更重要的是，体内实验同样验证了RBIS敲低能诱导移植瘤细胞凋亡（图6E,F）。

 

 

这些结果共同表明，RBIS通过调控细胞周期进程和凋亡通路，在肺腺癌细胞生长调控中发挥核心作用。

（5）在表达低水平RBIS的肺腺癌细胞中观察到核糖体生物合成受损

为了进一步阐明RBIS影响细胞周期和凋亡的机制是否与核糖体生物合成相关，作者首先检测了rRNA的转录，结果显示在A549细胞中敲低RBIS后，47S rRNA的表达显著降低（图7A-C）。

 

进一步研究了RBIS是否影响细胞内的蛋白质翻译效率。Polysome profiling分析结果显示，敲低RBIS降低了多聚核糖体与非多聚核糖体的比例（图7D）。结合全局蛋白合成实验直接证实RBIS敲低最终抑制了新生蛋白质的合成（图7E）。这表明RBIS是维持癌细胞高效蛋白质翻译工厂正常运转的关键因子。

 

此外，RBIS缺失还引发了核仁形态异常（图7F），即核仁应激。机制上，研究人员通过Co-IP联合质谱分析，发现RBIS与核糖体成熟因子GNL2存在相互作用（图7H-K）。

 

GNL2已知参与60S大亚基的成熟，因此该结果揭示了RBIS影响核糖体组装的直接下游伙伴，将RBIS置于核糖体成熟通路的上游位置，初步绘制出“RBIS-GNL2-核糖体生物合成-蛋白翻译-肿瘤生长”的完整信号轴，为靶向核糖体治疗肺癌提供了新的理论依据和潜在靶点。

 

（6）敲低RBIS可增强肺腺癌细胞对吉西他滨的药物敏感性

最后，作者揭示了靶向RBIS在克服肺腺癌化疗耐药方面的潜在临床价值。

敲低RBIS显著降低了吉西他滨的IC50值，意味着细胞对药物的敏感性增强。更为直观的集落形成实验（图8B, C）进一步证实，在RBIS缺失背景下，吉西他滨以剂量依赖的方式更有效地抑制了癌细胞的存活与增殖。

 

 

 

 

研究总结

本项研究是运用多组学技术深入探索肿瘤机制的优秀范例。其中，Polysome Profiling技术扮演了承上启下的核心角色：

•它架起了基因功能（RBIS敲低）与表型（增殖抑制）之间的桥梁，将复杂的细胞表型归结于蛋白质翻译这一可量化的生物学过程。

•它提供了直观、定量的数据，强有力地证明了RBIS通过影响核糖体功能发挥作用。

作为本研究的技术服务支持方，我们深感荣幸。该研究的成功再次证明了Polysome Profiling技术在研究肿瘤、发育、神经疾病等涉及翻译调控领域的巨大价值。如果您的研究正面临类似挑战，欢迎联系我们，让前沿技术为您的研究插上翅膀！

 

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