Hnrnpa2b1,也称为hnRNPA2B1或hnRNP A2/B1,是一种重要的RNA结合蛋白。它在细胞核和细胞质中均有表达,参与多种生物学过程,包括RNA的加工、转运和调控。hnRNPA2B1作为一种m6A修饰的“阅读者”蛋白,可以识别m6A修饰的RNA,并参与调控其稳定性、定位和功能。近年来,hnRNPA2B1在多种疾病中的作用逐渐被揭示,包括癌症、免疫性疾病和心血管疾病等。
hnRNPA2B1在DNA病毒的天然免疫反应中发挥着重要作用。研究发现,hnRNPA2B1能够识别病原性DNA,并放大干扰素-α/β(IFN-α/β)的产生。在DNA病毒感染后,hnRNPA2B1在细胞核中感知病毒DNA,形成同源二聚体,并被精氨酸脱甲基酶JMJD6脱甲基化。脱甲基化后的hnRNPA2B1转移到细胞质中,激活TANK结合激酶1-干扰素调节因子3(TBK1-IRF3)信号通路,进而促进IFN-α/β的产生。此外,hnRNPA2B1还促进N6-甲基腺苷(m6A)修饰和CGAS、IFI16、STING信使RNA的核质转运,从而放大了这些因子介导的细胞质TBK1-IRF3的激活。因此,hnRNPA2B1在启动IFN-α/β的产生和增强STING依赖的细胞质抗病毒信号中发挥着重要作用[1]。
m6A修饰是一种普遍存在于真核细胞RNA上的表观遗传修饰,参与调控RNA的稳定性和功能。m6A修饰的“阅读者”蛋白包括YTHDF1/2/3、YTHDC1/2、IGF2BP1/2/3和hnRNPA2B1。近年来,m6A修饰在多种疾病中的作用逐渐被揭示,包括癌症、神经退行性疾病和代谢性疾病等。研究发现,m6A修饰在生理和病理条件下发挥着重要作用,尤其是在造血、中枢神经和生殖系统的发生和发展中。m6A修饰的调控机制和下游靶基因的鉴定为癌症治疗提供了新的思路和策略[2]。
hnRNPA2B1在结直肠癌的发生和发展中也发挥着重要作用。研究发现,长链非编码RNA(lncRNA)MIR100HG与hnRNPA2B1相互作用,促进m6A依赖的TCF7L2 mRNA的稳定性,进而促进结直肠癌的进展。MIR100HG通过与hnRNPA2B1相互作用,维持TCF7L2 mRNA的稳定性,而TCF7L2则反过来激活MIR100HG的转录,形成一个正向反馈调节环路。MIR100HG/hnRNPA2B1/TCF7L2轴在结直肠癌患者中增强,可能与结直肠癌的转移和西妥昔单抗耐药性有关[3]。
hnRNPA2B1在肺动脉高压(PAH)的发生和发展中也发挥着重要作用。研究发现,hnRNPA2B1在PAH肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)中的表达和核定位增加。hnRNPA2B1通过识别特定的RNA基序,调控数百个转录本的翻译。在PAH-PASMC中,hnRNPA2B1的3个已知基序具有互补的非冗余功能,因为所有基序都涉及细胞周期的不同方面。hnRNPA2B1沉默导致所有携带hnRNPA2B1基序的mRNA的表达下调,同时细胞增殖和抗凋亡能力下降。在体内,hnRNPA2B1的抑制可以减轻大鼠肺动脉高压的严重程度。因此,hnRNPA2B1在PAH-PASMC表型的调节中发挥着重要作用,是一个潜在的PAH治疗靶点[4]。
hnRNPA2B1还参与脂肪细胞的棕色化过程,对肥胖的治疗具有重要意义。研究发现,局部热疗可以激活棕色脂肪,预防和治疗肥胖。热休克转录因子1(HSF1)是热疗发挥作用所必需的,HSF1通过调节hnRNPA2B1(A2B1)的转录,增加关键代谢基因的mRNA稳定性。研究发现,HSF1功能获得性变异p.P365T与人类代谢性能的提高和A2B1转录的增加相关。因此,局部热疗通过HSF1-A2B1转录轴诱导棕色脂肪的激活,是一种有前景的肥胖治疗方法[5]。
hnRNPA2B1在乳腺癌的发生和发展中也发挥着重要作用。研究发现,缺氧长非编码RNA(lncRNA)前列腺癌相关转录本6(PCAT6)在乳腺癌中表达增强,促进m6A修饰的mRNA的核输出,增强乳腺癌干细胞(BCSCs)的干性,并增强对多柔比星的耐药性。PCAT6作为支架,连接干扰素刺激基因15(ISG15)和hnRNPA2B1,导致hnRNPA2B1的ISG化,从而保护hnRNPA2B1免受泛素化介导的蛋白酶体降解。hnRNPA2B1作为一种m6A“阅读者”,通过Aly/REF输出因子(ALYREF)/核RNA输出因子1(NXF1)复合物介导m6A标记的mRNA的核输出,促进与干性相关的基因表达。hnRNPA2B1敲低或mRNA输出抑制导致与干性维持相关的核m6A标记的mRNA的滞留,抑制BCSCs的自我更新,并有效提高多柔比星治疗的疗效。这些发现表明,m6A修饰的mRNA核输出在乳腺癌进展中发挥着重要作用,抑制m6A标记的mRNA及其核输出可能是改善癌症化疗的潜在治疗策略[6]。
hnRNPA2B1还参与肝癌的发生和发展。研究发现,肝癌细胞来源的外泌体circCCAR1促进CD8+ T细胞功能障碍和抗PD1耐药性。circCCAR1在肝癌组织和外泌体中表达增加,促进肝癌的生长和转移。circCCAR1通过与E1A结合蛋白p300(EP300)和真核翻译起始因子4A3(EIF4A3)相互作用,促进circCCAR1的生成,并通过胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白3(IGF2BP3)结合,增强circCCAR1的稳定性。circCCAR1作为miR-127-5p的海绵,上调其靶基因WTAP的表达,形成一个circCCAR1/miR-127-5p/WTAP反馈环路。circCCAR1通过hnRNPA2B1依赖的方式被分泌,被CD8+ T细胞摄取后导致CD8+ T细胞功能障碍,并增强PD-1蛋白的稳定性。circCCAR1促进抗PD1免疫治疗的耐药性。此外,EP300促进细胞周期和凋亡调节因子1(CCAR1)的表达增加,进而促进CCAR1和β-catenin蛋白的结合,增强PD-L1的转录。circCCAR1/miR-127-5p/WTAP反馈环路增强肝癌的生长和转移。外泌体circCCAR1促进肝癌免疫抑制,为肝癌患者提供了一种潜在的治疗策略[7]。
hnRNPA2B1通过m6A RNA甲基化方式下调PCK1 mRNA的表达,促进肝癌的发生和发展。研究发现,hnRNPA2B1在肝癌组织中高表达,与高分级和不良预后相关。hnRNPA2B1敲低减少肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭,而过表达则促进这些过程。hnRNPA2B1敲低抑制肿瘤形成,而hnRNPA2B1过表达促进肿瘤形成。RNA测序结果显示,hnRNPA2B1高表达下调糖异生。hnRNPA2B1与PCK1负相关,PCK1是一种关键酶。hnRNPA2B1结合PCK1 mRNA,hnRNPA2B1敲低增加PCK1 mRNA的m6A甲基化。PCK1敲低部分抵消了hnRNPA2B1敲低对肿瘤的抑制作用。因此,hnRNPA2B1可能成为肝癌诊断的标志物和潜在的肝癌治疗靶点[8]。
综上所述,hnRNPA2B1作为一种重要的RNA结合蛋白,在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括RNA的加工、转运和调控。hnRNPA2B1在多种疾病中发挥重要作用,包括癌症、免疫性疾病和心血管疾病等。hnRNPA2B1的研究有助于深入理解RNA表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Lei, Wen, Mingyue, Cao, Xuetao. 2019. Nuclear hnRNPA2B1 initiates and amplifies the innate immune response to DNA viruses. In Science (New York, N.Y.), 365, . doi:10.1126/science.aav0758. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31320558/
2. Jiang, Xiulin, Liu, Baiyang, Nie, Zhi, Yang, Cuiping, Chen, Yongbin. 2021. The role of m6A modification in the biological functions and diseases. In Signal transduction and targeted therapy, 6, 74. doi:10.1038/s41392-020-00450-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33611339/
3. Liu, Hao, Li, Danxiu, Sun, Lina, Zhao, Xiaodi, Lu, Yuanyuan. 2022. Interaction of lncRNA MIR100HG with hnRNPA2B1 facilitates m6A-dependent stabilization of TCF7L2 mRNA and colorectal cancer progression. In Molecular cancer, 21, 74. doi:10.1186/s12943-022-01555-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35279145/
4. Ruffenach, Grégoire, Medzikovic, Lejla, Aryan, Laila, Li, Min, Eghbali, Mansoureh. 2022. HNRNPA2B1: RNA-Binding Protein That Orchestrates Smooth Muscle Cell Phenotype in Pulmonary Arterial Hypertension. In Circulation, 146, 1243-1258. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.122.059591. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35993245/
5. Li, Yu, Wang, Dongmei, Ping, Xiaodan, Xu, Lingyan, Ma, Xinran. 2022. Local hyperthermia therapy induces browning of white fat and treats obesity. In Cell, 185, 949-966.e19. doi:10.1016/j.cell.2022.02.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35247329/
6. Jin, Ting, Yang, Liping, Chang, Chao, Dai, Peijin, Liu, Manran. 2024. HnRNPA2B1 ISGylation Regulates m6A-Tagged mRNA Selective Export via ALYREF/NXF1 Complex to Foster Breast Cancer Development. In Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 11, e2307639. doi:10.1002/advs.202307639. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38626369/
7. Hu, Zongqiang, Chen, Gang, Zhao, Yingpeng, Ran, Jianghua, Li, Li. 2023. Exosome-derived circCCAR1 promotes CD8 + T-cell dysfunction and anti-PD1 resistance in hepatocellular carcinoma. In Molecular cancer, 22, 55. doi:10.1186/s12943-023-01759-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36932387/
8. Hao, Weijie, Chen, Zhimin, Tang, Jingzhi, Gao, Wei-Qiang, Xu, Huiming. 2023. hnRNPA2B1 promotes the occurrence and progression of hepatocellular carcinoma by downregulating PCK1 mRNA via a m6A RNA methylation manner. In Journal of translational medicine, 21, 861. doi:10.1186/s12967-023-04704-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38017546/