在前期研究中，嵌合RNA被认为是理想的肿瘤诊断标志物和治疗靶点，尤其是在前列腺癌中。然而，关于前列腺癌嵌合RNA的研究仍处于早期阶段，现有研究主要集中在已知的基因融合和其产生的融合产物上，如TMPRSS2-ERG基因融合。嵌合RNA在前列腺癌中的具体功能和机制尚未得到充分探索。为了解决这一问题，近日南方医科大学南方医院泌尿外科的研究团队在《Advanced Science》（IF=14.95）上发表题为“Chimeric SFT2D2-TBX19 Promotes Prostate Cancer Progression by Encoding TBX19-202 Protein and Stabilizing Mitochondrial ATP Synthase through ATP5F1A Phosphorylation”的突破性研究文章，为前列腺癌的诊断和治疗提供新的潜在靶点。APExBIO团队为本文的实验研究提供了高品质的组织和细胞裂解液产品：RIPA Lysis Buffer (Medium) (Cat. No：K1121)

Fig 1 SFT2D2-TBX19促进前列腺癌进展的机制示意图

研究背景

特定基因融合及其产生的融合产物，尤其是嵌合RNAs和蛋白质，一直被认为是肿瘤理想的诊断标志物和治疗靶点。嵌合RNAs是包含来自两个不同亲本基因外显子的杂交、不连续转录本，可通过染色体重排、反式剪接和顺式剪接三种机制产生。在非编码功能方面，它们可以作为长链非编码RNA（lncRNA）或环状RNA来介导细胞代谢；在编码功能方面，它们能够编码融合或新型蛋白质，或者通过其翻译调控区域调节亲本基因的表达。尽管嵌合RNAs在肿瘤研究中的重要性日益凸显，但前列腺癌嵌合RNAs的研究仍处于早期阶段。研究人员旨在发现更多特定的嵌合体，为探索前列腺癌诊断和治疗的新靶点提供参考依据，这对于改善前列腺癌的治疗现状具有重要意义。

研究工作

1. 前列腺癌中新型致癌嵌合SFT2D2-TBX19的发现：

为筛选并鉴定前列腺癌中的新型嵌合RNA，确定其在前列腺癌细胞系中的表达情况，初步评估其与前列腺癌预后的相关性。通过CPGEA数据库筛选嵌合RNA，并通过RT-qPCR在前列腺癌细胞系中验证。结果发现SFT2D2-TBX19在前列腺癌中高表达，与不良预后相关。

Fig 2 一种新型致癌嵌合SFT2D2-TBX19在前列腺癌中的发现

2. SFT2D2-TBX19可编码蛋白TBX19-202：

为探究SFT2D2 - TBX19是否具有编码蛋白的能力，确定其编码蛋白的特征，研究其编码蛋白对细胞功能的影响，通过使用生物信息学工具预测SFT2D2-TBX19的开放阅读框（ORFs），并通过实验验证其编码能力。结果发现SFT2D2-TBX19编码TBX19-202蛋白，该蛋白促进细胞增殖、迁移和侵袭。

Fig 3 SFT2D2-TBX19可编码蛋白质TBX19-202

3. 亲本TBX19与前列腺癌预后密切相关且促进细胞增殖、迁移和侵袭：

为研究亲本TBX19在前列腺癌中的表达与预后的关系，探究其对前列腺癌细胞生物学行为的影响，比较其与TBX19 - 202的功能相似性，通过分析TBX19表达与前列腺癌患者预后的关系，并通过siRNA敲低TBX19来研究其功能。发现TBX19与前列腺癌的不良预后相关，并促进前列腺癌的发展。

Fig 4 亲本TBX19与前列腺癌预后不良相关

4. SFT2D2 - TBX19与ATP合酶亚基ATP5F1A、ATP5F1B相互作用：

为探索SFT2D2-TBX19作为lncRNA的功能，特别是它是否与线粒体ATP合酶亚基相互作用，通过使用RNA pulldown和质谱分析来鉴定与SFT2D2-TBX19相互作用的蛋白。结果发现SFT2D2-TBX19与线粒体ATP合酶的F1亚基ATP5F1A和ATP5F1B相互作用。

Fig 5 SFT2D2-TBX19与ATP合成酶亚基ATP5F1A、ATP5F1B的相互作用

5. SFT2D2-TBX19通过TNK2/ACK1途径增强ATP5F1A磷酸化：

为研究SFT2D2-TBX19如何调节ATP5F1A的磷酸化以及其对ATP合酶活性的影响，通过Western blot和免疫共沉淀实验来分析ATP5F1A的磷酸化水平。结果发现SFT2D2-TBX19通过TNK2/ACK1途径增强ATP5F1A的磷酸化，稳定ATP5F1A与ATP5F1B之间的相互作用，从而增加ATP合酶活性和ATP产生。

Fig 6 SFT2D2-TBX19通过TNK2/ACK1增强ATP5F1A磷酸化，稳定 ATP合成酶并增加ATP产量

6. SFT2D2-TBX19保护线粒体功能和结构：

为探究SFT2D2-TBX19在多西他赛处理下对前列腺癌细胞线粒体功能和结构的保护作用，通过多西他赛处理细胞，分析SFT2D2-TBX19对ATP5F1A磷酸化、ATP合酶活性和线粒体功能的影响。结果表明SFT2D2-TBX19在多西他赛处理下维持ATP5F1A的磷酸化，保护线粒体功能和结构，从而支持细胞增殖。

Fig 7 SFT2D2-TBX19通过ATP5F1A的磷酸化保护线粒体功能和结构，以维持细胞在多西他赛治疗后的增殖

7. SFT2D2-TBX19的功能区域和ATP5F1A的结构域：

为确SFT2D2-TBX1与ATP5F1A相互作用的关键区域，通过构建SFT2D2-TBX19的截短体和ATP5F1A的结构域突变体，分析它们之间的相互作用。结果表明SFT2D2-TBX19的1801-2400bp区域和ATP5F1A的中间结构域是介导分子功能的关键组分。

Fig 8 SFT2D2-TBX19的1801-2400bp区域和ATP5F1A的中间结构域是分子功能的关键组成部分

研究结论

研究发现，SFT2D2-TBX19作为一种新型转录本，能够编码TBX19-202蛋白。TBX19-202及其亲本TBX19通过增强前列腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭来促进癌症进展。此外，SFT2D2-TBX19还作为长链非编码RNA（lncRNA）发挥作用，与线粒体ATP合酶F1亚基ATP5F1A相互作用，增加ATP5F1A的磷酸化，从而稳定ATP5F1A与ATP5F1B之间的相互作用。这种稳定性增强了线粒体ATP合酶的活性和ATP的产生，即使在线粒体脆弱的条件下，SFT2D2-TBX19也能保护线粒体结构的稳定性以维持前列腺癌细胞的增殖。

文章精彩看点

新嵌合RNA的发现：SFT2D2-TBX19是一种之前未被报道的嵌合RNA，其编码的TBX19-202蛋白与亲本TBX19共享同源氨基酸序列，并在前列腺癌进展中发挥作用。

双重功能：SFT2D2-TBX19不仅作为编码RNA影响肿瘤发展，还作为长非编码RNA（lncRNA）与线粒体ATP合酶的F1亚基相互作用，调控ATP合成和细胞代谢。

治疗潜力：SFT2D2-TBX19的发现为前列腺癌的诊断和治疗提供了新的视角，可能成为开发新疗法的靶点。

不足支持（文中）

具体磷酸化位点未知：虽然研究确认了SFT2D2-TBX19调节ATP5F1A的磷酸化，但具体的磷酸化位点尚未明确。

分子机制的深入探索：SFT2D2-TBX19如何与ATP5F1A/B相互作用的具体分子机制需要进一步研究。

临床相关性验证：研究主要在细胞层面进行，其在临床上的相关性和应用潜力需要通过更多的临床样本和实验来验证。

后续可展开角度

临床应用研究：进一步研究SFT2D2-TBX19在前列腺癌患者中的表达水平及其与临床预后的关系，以评估其作为诊断和治疗靶点的潜力。

机制深入研究：探索SFT2D2-TBX19在其他癌症类型中的作用及其潜在的分子机制。

药物开发：基于SFT2D2-TBX19的功能，开发针对其编码蛋白或lncRNA功能的特异性抑制剂，以评估其在癌症治疗中的应用价值。

参考文献

[1] Hu C, Zheng Z, Pang S, Zhu Y, Jie J, Lai Z, Zeng X, Xiao Y, Chen Z, Zhao J, Du Y, Li F, Wang Q, Tan W. Chimeric SFT2D2-TBX19 Promotes Prostate Cancer Progression by Encoding TBX19-202 Protein and Stabilizing Mitochondrial ATP Synthase through ATP5F1A Phosphorylation. Adv Sci (Weinh). 2024 Nov 14: e2408426. doi: 10.1002/advs.202408426. Epub ahead of print. PMID: 39540264.