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2016年6月10日/生物谷BIOON/–肿瘤干细胞就像僵尸—即便肿瘤被破坏，它们也能够不断产生。这些细胞具有无限的自我再生能力，制造更多的肿瘤干细胞和更多的肿瘤。如今，在一项新的研究中，来自美国加州大学圣地亚哥分校等机构的研究人员揭示出前白血病白细胞前体（pre-leukemic white blood cell precursor）如何变成白血病干细胞（一种肿瘤干细胞）。这项研究利用人细胞确定了RNA编辑酶ADAR1在白血病中发挥的作用，并且找到一种阻止它的方法。相关研究结果于2016年6月9日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“ADAR1 Activation Drives Leukemia Stem Cell Self-Renewal by Impairing Let-7 Biogenesis”。
在癌症中，RNA经常存在缺陷。尽管很多研究已发现癌症中至关重要的DNA突变，但是很少有研究讨论了RNA的作用和调节RNA的机制。
论文通信作者、加州大学圣地亚哥分校医学院再生医学系主任和医学副教授Catriona Jamieson博士说，“在这项研究中，我们证实肿瘤干细胞收编一种RNA编辑系统进行自我增殖。更重要的是，我们发现一种抑制这种系统的方法。”
在这项研究中，酶ADAR1能够对微RNA（microRNA, miRNA）序列进行编辑。通过仅仅将一种miRNA中的一个碱基交换为另一个碱基，ADAR1能够改变细胞利用这种精心打造的系统控制哪些基因在哪些时间开启或关闭。
已知ADAR1促进癌症发展和产生耐药性。在这项研究中，Jamieson团队利用人急性转化期（blast crisis）慢性粒细胞白血病（chronic myeloid leukemia, CML）干细胞和接种这些细胞的小鼠，确定了ADAR1在控制白血病干细胞中的作用。
研究人员发现一系列分子事件。首先，携带促进白血病的基因突变的白细胞变得对炎性信号更加敏感。这种炎性反应激活ADAR1。接着，高度活化的ADAR1编辑系统对被称作let-7的miRNA进行编辑。最终，这种活性增加细胞再生或者说自我更新的能力，将白细胞前体转化为白血病干细胞。白血病干细胞促进一种侵袭性的耐药性的急性转化期CML产生。
Jamieson说，“这是促癌炎性信号与RNA编辑驱动的将前体细胞重编程为白血病干细胞之间存在的首个机制上的关联。”
在了解ADAR1编辑系统如何工作后，Jamieson团队寻找一种阻止它的方法。通过利用小分子化合物抑制对炎性信号的敏感性或抑制ADAR1，研究人员能够抵消ADAR1对白血病干细胞自我更新的影响，因而能够恢复let-7的作用。当利用一种被称作8-Aza的小分子对急性转化期CML干细胞处理时，相比于未经处理的CML干细胞，这些细胞的自我更新能力下降了大约40%。
Jamieson说，“基于这项研究，我们认为检测ADAR1活性将是预测癌症发展的一个重要指标。此外，抑制这种酶代表着具有活跃炎性信号的肿瘤干细胞的一个独特的有治疗价值的弱点，这使得这些细胞可能对炎性信号的药物抑制剂或当前正在开发中的选择性ADAR1抑制剂作出反应。”（生物谷 Bioon.com）
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ADAR1 Activation Drives Leukemia Stem Cell Self-Renewal by Impairing Let-7 Biogenesis
doi:10.1016/j.stem.2016.05.004
Maria Anna Zipeto6, Angela C. Court6, Anil Sadarangani, Nathaniel P. Delos Santos, Larisa Balaian, Hye-Jung Chun, Gabriel Pineda, Sheldon R. Morris, Cayla N. Mason, Ifat Geron, Christian Barrett, Daniel J. Goff, Russell Wall, Maurizio Pellecchia, Mark Minden, Kelly A. Frazer, Marco A. Marra, Leslie A. Crews, Qingfei Jiang, Catriona H.M. Jamieson
Post-transcriptional adenosine-to-inosine RNA editing mediated by adenosine deaminase acting on RNA1 (ADAR1) promotes cancer progression and therapeutic resistance. However, ADAR1 editase-dependent mechanisms governing leukemia stem cell (LSC) generation have not been elucidated. In blast crisis chronic myeloid leukemia (BC CML), we show that increased JAK2 signaling and BCR-ABL1 amplification activate ADAR1. In a humanized BC CML mouse model, combined JAK2 and BCR-ABL1 inhibition prevents LSC self-renewal commensurate with ADAR1 downregulation. Lentiviral ADAR1 wild-type, but not an editing-defective ADAR1E912A mutant, induces self-renewal gene expression and impairs biogenesis of stem cell regulatory let-7 microRNAs. Combined RNA sequencing, qRT-PCR, CLIP-ADAR1, and pri-let-7 mutagenesis data suggest that ADAR1 promotes LSC generation via let-7 pri-microRNA editing and LIN28B upregulation. A small-molecule tool compound antagonizes ADAR1’s effect on LSC self-renewal in stromal co-cultures and restores let-7 biogenesis. Thus, ADAR1 activation represents a unique therapeutic vulnerability in LSCs with active JAK2 signaling.