Riok1-KO 基因敲除小鼠

RIOK1，也称为RIO kinase 1，是一种在大多数古菌和真核生物中存在的非典型蛋白激酶/ATPase。它参与前40S核糖体亚基的产生、细胞周期进展以及蛋白精氨酸N-甲基转移酶5（PRMT5）甲基化底物招募[1]。RIOK1在细胞生长、分裂和基因组稳定性中发挥重要作用[2]。研究表明，RIOK1在多种恶性肿瘤中过表达，并与癌症分期、治疗耐药性、患者生存率差等预后因素相关[1]。此外，RIOK1的过表达或突变在原发性癌细胞中观察到，这可能导致其网络的失调，从而促进癌症的发生和发展[2]。

在癌症细胞中，基因型特异性脆弱性构成了开发新型疗法的有希望的策略。肿瘤中非必需基因的删除会产生独特的脆弱性，这可能被用来治疗。由于MTAP基因因其与肿瘤抑制基因CDKN2A的染色体邻近性而在人类癌症中经常被删除，因此其删除可能会使癌症细胞对PRMT5复合物（包括WDR77、PRMT5和激酶RIOK1）的功能产生依赖[3]。RIOK1激酶活性构成了一个潜在的药物靶点，因此研究人员测试了MTAP缺失是否会使癌症细胞对RIOK1抑制更加敏感。他们使用CRISPR/Cas9介导的基因组工程在MTAP状态不同的同源细胞系中产生了RIOK1模拟敏感等位基因。尽管他们独立证实了MTAP缺失细胞对PRMT5的依赖性增加，但他们没有检测到MTAP充足和缺失细胞之间对RIOK1激酶活性的不同需求。他们的结果表明，RIOK1激酶活性对癌症细胞系的存活至关重要，与它们的MTAP状态无关，并对其在MTAP缺失癌症中的治疗应用提出了质疑[3]。

结直肠癌（CRC）患者的癌症细胞脆弱性构成了药物治疗的潜在策略。这项研究整合了蛋白质组学、生物信息学和细胞基因型以及体外细胞增殖实验，以确定可能部分解释观察到的CRC患者临床差异的关键生物学过程和潜在的新型激酶。该研究开始关注根据它们的微卫星（MS）状态和p53基因型分类的CRC细胞系。结果表明，细胞周期检查点、蛋白质和RNA的代谢、信号转导和WNT信号通路在MSI-High p53-WT细胞系中显著更活跃。相反，具有突变（Mut）p53基因的MSI-High细胞系显示出细胞信号传导、DNA修复和免疫系统过程的过度激活。研究还分析了KRAS基因型。结果发现，RIOK1的抑制在CRC MSI-High细胞系中取决于p53和KRAS基因型。具体来说，Nintedanib在MSI-High细胞系中，对于同时具有突变p53和KRAS（HCT-15）的细胞，其细胞毒性相对较低，而在p53和KRAS WT（SW48）MSI-High细胞中没有抑制作用。这种趋势在具有相反p53-KRAS基因型的CRC MSI-High细胞系中发生了变化（例如，p53-Mut KRAS-WT或p53-WT KRAS-Mut），其中观察到HCT 116（KRAS-Mut和p53-WT）对RIOK1抑制最敏感。这些结果突出了我们的基于计算的虚拟方法在CRC亚-MSI-High群体中识别新型激酶的潜力，以及临床基因组学在确定药物效力方面的重要性[4]。

尽管RIO激酶在多种肿瘤实体中过表达，但在哺乳动物细胞中，这些非典型激酶的研究还很少。研究人员研究了这些非典型激酶在不同癌症细胞中的作用。他们使用同源的结肠、乳腺和肺癌细胞系，证明敲低RIOK1，而不是RIOK2或RIOK3，在常规和3D培养系统中显著损害了增殖和侵袭性。有趣的是，这些作用主要在RAS突变癌症细胞中观察到。相比之下，RIOK1敲低对RAS野生型Caco-2和Bcr-Abl驱动的K562细胞的生长没有影响，这表明RIOK1在致癌RAS信号传导的背景下有特定的需求。此外，他们还表明RIOK1激活NF-κB信号传导并促进细胞周期进展。使用蛋白质组学，他们确定了由RIOK1调节的促侵袭性蛋白Metadherin和Stathmin1。此外，他们还证明RIOK1促进体内肺定植，并证明RIOK1在人类肺癌和乳腺癌的不同亚型中过表达。总的来说，他们的数据表明RIOK1是一个潜在的治疗靶点，尤其是在RAS驱动的癌症中[5]。

肝细胞癌（HCC）是世界上最常见的和最具致命性的癌症之一。RIO激酶1（RIOK1），一种在调节翻译和核糖体组装中起关键作用的蛋白激酶/ATPase，与各种恶性肿瘤有关。然而，RIOK1在HCC中的作用在很大程度上尚不清楚。研究者评估了HCC组织和公共数据库中RIOK1表达的变化及其与患者预后的关系。他们通过体外RTCA实验、集落形成实验和流式细胞术分析了RIOK1在HCC中的作用，并通过小鼠肿瘤异种移植模型进行了体内分析。他们还进行了多组学分析、公共数据库筛选和qRT-PCR实验来研究潜在机制。在这项研究中，他们发现RIOK1在HCC组织中升高，并与不良预后相关。功能实验表明，RIOK1敲低抑制了HCC细胞的增殖、存活和体内肿瘤生长，而RIOK1过表达增强了这些致癌表型。同时，RIOK1敲低影响了细胞周期进程和细胞周期蛋白A2和细胞周期蛋白B1的表达。此外，整合转录组和蛋白质组分析表明，RIOK1可能通过影响细胞周期和DNA修复途径来促进HCC细胞的增殖。此外，他们确定了RIOK1调节的五个潜在效应器：PMS1、SPDL1、RAD18、BARD1和SMARCA5，这些效应器在HCC组织中高度表达，并与HCC患者的总生存期呈负相关。他们的发现表明，RIOK1是一个新型的致癌驱动因子，可能成为HCC的潜在诊断和治疗靶点[6]。

RIOK1已被证明在多种癌症类型的癌细胞增殖和迁移中发挥重要作用，如结直肠癌和胃癌。然而，RIOK1在乳腺癌（BC）中的表达及其与BC发展的关系尚未得到很好的表征。在这项研究中，研究者评估了BC患者中RIOK1的表达，并评估了其在该疾病背景下生物功能的潜在机制。他们使用免疫组化、Western blot和定量实时聚合酶链反应来评估BC患者中RIOK1的表达。然后，他们使用RIOK1的敲低或过表达来评估对BC细胞在体外和体内的影响。最后，他们预测miR-204-5p可能是RIOK1的一个潜在调节因子。他们发现，RIOK1的表达水平在激素受体（HR）阴性BC患者中显著升高，并与肿瘤分级（p=0.010）、p53表达（p=0.008）和生存期（p=0.011）相关。Kaplan-Meier分析表明预后较差的趋势。在体外，RIOK1的敲低可以抑制HR阴性BC细胞的增殖、侵袭和诱导凋亡，并抑制体内的致瘤性，而RIOK1的过表达促进了HR阳性肿瘤的进展。MiR-204-5p可以调节RIOK1的表达，并参与BC的进展。这些发现表明，RIOK1的表达可能是HR阴性BC的一个生物标志物，它可能作为一个有效的预后指标，并促进BC的进展[7]。

综上所述，RIOK1是一种非典型蛋白激酶/ATPase，在细胞生长、分裂和基因组稳定性中发挥重要作用。它在多种恶性肿瘤中过表达，并与癌症分期、治疗耐药性、患者生存率差等预后因素相关。RIOK1的过表达或突变在原发性癌细胞中观察到，这可能导致其网络的失调，从而促进癌症的发生和发展。RIOK1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。