MITF 与 TFE3 “博弈” 调控黑色素瘤可塑性，开辟抗癌新路径

《Cell Reports》：Antagonistic roles for MITF and TFE3 in melanoma plasticity

本文揭示了小眼畸形相关转录因子（MITF）和转录因子 E3（TFE3）在黑色素瘤细胞可塑性中的拮抗作用。研究发现 MITF 通过激活非经典 mTORC1 信号通路抑制 TFE3，而 TFE3 促进黑色素瘤转移。该成果为理解黑色素瘤进展机制及开发新疗法提供了重要依据。

　　

研究背景

细胞可塑性在肿瘤生物学中至关重要，它推动癌症进展和产生治疗抵抗。黑色素瘤作为最致命的皮肤癌，具有高度的肿瘤异质性。其肿瘤细胞可在不同表型间转换，这种转换与 MITF 密切相关。MITF 高活性时，细胞呈现增殖和色素沉着表型；MITF 低活性时，细胞侵袭性增强且与上皮 - 间质转化（EMT）、干细胞样特性相关，还与耐药性有关。然而，驱动间质 / 侵袭性表型的因素及细胞状态转换机制尚不明确。

研究目的

探究 MITF 和 TFE3 在黑色素瘤细胞可塑性中的作用及调控机制，为设计有效治疗侵袭性和耐药性黑色素瘤的疗法提供理论基础。

研究方法

1. 细胞系和实验模型：使用多种黑色素瘤细胞系，包括 SKMEL28、A375、RPMI - 7951 等，以及患者来源的异种移植（PDX）模型。对细胞进行基因编辑，构建 MITF 敲除（MITF-KO）、TFE3 敲除（TFE3-KO）等细胞系。
2. 实验技术：运用染色质免疫沉淀测序（ChIP - seq）、CUT&RUN 测序、RNA 测序（RNA - seq）、转座酶可及染色质测序（ATAC - seq）等技术，分析基因表达、转录因子结合位点和染色质可及性。通过蛋白质免疫印迹（Western blot）检测蛋白表达和定位，采用细胞侵袭实验、细胞增殖实验、体内肿瘤生长和转移实验评估细胞功能。

研究结果

1. MITF 对染色质和基因表达的调控：重新分析之前的 CUT&RUN 数据并进行新的实验，发现 MITF 作为同二聚体结合时激活染色质，而非抑制。真正的 MITF 峰位于活性染色质区域，与黑色素细胞发育相关基因的表达上调有关；持续的旁系同源峰在 MITF-WT 和 MITF-KO 细胞中均存在，部分与 MITF 和其旁系同源体的异二聚体激活相关；获得的旁系同源峰在 MITF-KO 细胞中激活与迁移行为相关基因的增强子。
2. TFE3 的作用及结合位点：通过基序富集分析、免疫沉淀和质谱等实验，确定 TFE3 结合在获得的旁系同源峰上。在 MITF-KO 细胞中，TFE3 结合并激活在 MITF-WT 细胞中沉默的增强子，驱动独特的转录程序。在多种 MITF 低的黑色素瘤细胞系中，TFE3 激活与细胞迁移、分化和血管生成相关的基因。
3. TFE3 对黑色素瘤细胞行为的影响：体外细胞侵袭实验表明，TFE3 高表达的细胞系侵袭性更强，敲低 TFE3 可显著降低细胞侵袭能力，且不影响细胞增殖。在 PDX 模型中，TFE3 的存在与细胞侵袭增加相关，敲低 TFE3 抑制细胞侵袭，过表达 TFE3 则增强细胞侵袭。体内实验显示，TFE3 促进肿瘤生长和远处器官的转移定植。
4. MITF 对 TFE3 的调控机制：MITF 不影响 TFE3 的转录或 RNA 稳定性，但影响其蛋白稳定性和核定位。通过一系列实验发现，MITF 通过激活 FNIP2 介导的非经典 mTORC1 信号通路，促进 TFE3 的细胞质保留和溶酶体介导的降解。在 MITF 高的细胞中，FNIP2 等相关基因表达较高，TFE3 蛋白水平较低；在 MITF-KO 细胞中则相反。

研究结论

1. TFE3 在 MITF 低的侵袭性黑色素瘤细胞中，促进与迁移和干细胞样特征相关的基因表达和行为。
2. MITF 通过激活非经典 mTORC1 信号通路的组成部分，抑制 TFE3 的活性，从而抑制黑色素瘤细胞的间质表型。
3. 研究揭示了黑色素瘤细胞可塑性的新调控机制，为开发针对黑色素瘤的治疗策略提供了潜在的靶点，有助于更深入地理解癌症细胞状态转换的分子基础。

研究展望

尽管该研究取得重要进展，但仍存在一些局限性。例如，未明确触发黑色素瘤中 MITF 低活性转换的具体因素，也未确定获得的 TFE3 峰的具体结合形式。未来研究可进一步探索肿瘤微环境如何影响 TFE3 和其他 MITF 旁系同源体的活性，以及开发针对特定 mTORC1 活性的靶向药物，为黑色素瘤治疗带来新突破。