Pus7,也称为Pseudouridine Synthase 7,是一种重要的RNA修饰酶。Pus7主要负责在RNA分子中引入假尿苷(pseudouridine)修饰,这是一种普遍存在于真核生物RNA上的表观遗传修饰。假尿苷修饰在调控RNA的稳定性和功能,影响基因表达和生物学过程等方面发挥重要作用。Pus7在多种生物学过程中发挥作用,包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。
Pus7在多种疾病中发挥重要作用,包括胶质母细胞瘤、卵巢癌、胃癌、结直肠癌和神经发育障碍。在胶质母细胞瘤中,Pus7的表达水平与患者的预后相关,Pus7的表达和催化活性对于胶质母细胞瘤干细胞的肿瘤发生至关重要。通过小RNA假尿苷测序,研究者们发现Pus7调控的转运RNA的假尿苷化对于胶质母细胞瘤干细胞的关键调控因子具有密码子特异性翻译控制作用。此外,研究者们还发现Pus7的化学抑制剂可以预防Pus7介导的假尿苷化修饰,抑制肿瘤发生并延长肿瘤小鼠的寿命[1]。
在卵巢癌中,研究者们发现Pus7的表达水平与卵巢癌的发生和发展相关。通过差异分析,研究者们发现Pus7在卵巢癌组织中上调表达,并且在蛋白质表达、突变、蛋白质相互作用网络、相关途径、生物过程、细胞成分和分子功能等方面都发生了改变。这些结果表明Pus7可能作为一种诊断标记和潜在的治疗靶点用于卵巢癌[3]。
在胃癌中,研究者们发现Pus7的表达水平与胃癌的发生和发展相关。Pus7在胃癌组织中的表达水平显著降低,功能分析表明Pus7通过其催化活性抑制胃癌细胞增殖和肿瘤生长。此外,Pus7通过修饰ALKBH3 mRNA的U696位点,增强其翻译效率,从而抑制胃癌进展。这些结果表明Pus7和ALKBH3可能作为胃癌的预后预测因子和治疗靶点[4]。
在结直肠癌中,研究者们发现Pus7的表达水平与患者的预后相关。Pus7在结直肠癌组织和细胞系中的表达水平上调,并且与不良预后相关。功能分析表明,Pus7通过直接稳定Sirtuin 1(SIRT1)来激活Wnt/β-catenin信号通路,从而促进结直肠癌细胞增殖。这些结果表明Pus7可能作为一种治疗靶点用于结直肠癌[5]。
在神经发育障碍中,Pus7基因的致病性变异导致RNA非依赖性假尿苷合成酶的缺陷,进而导致神经发育表型,包括不同程度的运动发育迟缓、获得性小头症、攻击行为和智力障碍。此外,Pus7基因的缺陷还与自伤行为、睡眠障碍和运动刻板行为相关[2]。Pus7缺陷患者的成纤维细胞表现出蛋白质合成的上调,包括MYC蛋白质水平的升高,但细胞增殖率没有增加。这些结果表明Pus7在蛋白质翻译的调控中发挥重要作用,并与神经发育障碍相关[6]。
综上所述,Pus7是一种重要的RNA修饰酶,参与调控RNA的稳定性和功能,影响基因表达和生物学过程。Pus7在多种疾病中发挥重要作用,包括胶质母细胞瘤、卵巢癌、胃癌、结直肠癌和神经发育障碍。此外,Pus7还具有独立的蛋白质翻译调控功能。Pus7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. Cui, Qi, Yin, Kailin, Zhang, Xiaoting, Yi, Chengqi, Shi, Yanhong. 2021. Targeting PUS7 suppresses tRNA pseudouridylation and glioblastoma tumorigenesis. In Nature cancer, 2, 932-949. doi:10.1038/s43018-021-00238-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35121864/
2. Muda, Alice, Malerba, Laura, Giordano, Lucio, Fazzi, Elisa, Accorsi, Patrizia. 2023. A PUS7 gene pathogenic variant causing self-injurious behavior, sleep disturbances, and developmental delay: A case report. In American journal of medical genetics. Part A, 191, 1953-1958. doi:10.1002/ajmg.a.63212. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37067188/
3. Li, Huimin, Chen, Lin, Han, Yunsong, Wang, Qiang, Guo, Xiangqian. 2021. The Identification of RNA Modification Gene PUS7 as a Potential Biomarker of Ovarian Cancer. In Biology, 10, . doi:10.3390/biology10111130. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34827123/
4. Chang, Yongxia, Jin, Hao, Cui, Yun, Xie, Shanshan, Zhou, Tianhua. . PUS7-dependent pseudouridylation of ALKBH3 mRNA inhibits gastric cancer progression. In Clinical and translational medicine, 14, e1811. doi:10.1002/ctm2.1811. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39175405/
5. Zhang, Qi, Fei, Sujuan, Zhao, Yanchao, Lu, Lili, Chen, Weichang. 2022. PUS7 promotes the proliferation of colorectal cancer cells by directly stabilizing SIRT1 to activate the Wnt/β-catenin pathway. In Molecular carcinogenesis, 62, 160-173. doi:10.1002/mc.23473. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36222184/
6. Han, Sangwoo T, Kim, Andrew C, Garcia, Karolyn, Malicdan, May C, Tifft, Cynthia J. 2022. PUS7 deficiency in human patients causes profound neurodevelopmental phenotype by dysregulating protein translation. In Molecular genetics and metabolism, 135, 221-229. doi:10.1016/j.ymgme.2022.01.103. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35144859/