FbxO7-SCF介导的RBfox2泛素化在调控基因可变剪接和胶质母细胞瘤发生中的作用和机制研究

Glioblastoma is a highly aggressive, fast growing, and lethal form of adult central nervous system tumor. Contrary to tumorigenesis, Parkinson’s disease is a degenerative disease of the central nervous system caused by pre-mature death of neurons in the mid-brain. In this project, we will focus on revealing the function and molecular mechanism of FbxO7, a Parkinson’s disease related gene, in glioblastoma tumorigenesis. We will study the correlation between FbxO7 expression level and the malignant grade of glioma, and the role of FbxO7 in glioblastoma tumorigenesis. Based on our preliminary data, we will reveal the mechanism that FbxO7-SCF ubiquitinates Rbfox2 and modulates the activity of Rbfox2 in regulating pre-mRNA alternative splicing. Further, we will identify alternative splicing genes that are regulated by the FbxO7-Rbfox2 pathway using RIP-seq and Exon Microarray assays. Moreover, we will reveal the roles of the alternative splicing genes in glioblastoma tumorigenesis. This project reveals a connection of the molecular basis between Parkinson’s disease and glioblastoma, which will provide a new strategy for the basic research of glioblastoma. Further, by identifying the FbxO7-Rbfox2 pathway-mediated alternative splicing genes, we will reveal a novel mechanism of glioma tumorigenesis, which provides a new therapeutic target for glioblastoma.

胶质母细胞瘤是生长最快，浸润性最强，也是致死率最高的一种中枢神经系统肿瘤。与肿瘤发生相反，帕金森氏症是由中脑神经元的过早死亡引发的中枢神经系统退化疾病。帕金森氏症相关基因的异常与胶质母细胞瘤发生相关。本项目将研究帕金森症相关基因FbxO7在胶质母细胞瘤发生的功能和作用机制。我们将分析FbxO7的表达水平与胶质瘤恶性程度的关系以及在胶质母细胞瘤发生中的作用；基于前期的工作基础，阐明FbxO7-SCF泛素化RNA结合蛋白RBfox2并调控其活性的分子机制；通过RIP-seq和外显子微列阵技术鉴定FbxO7-RBfox2信号途径调控的肿瘤相关基因的可变剪接; 此外，进一步揭示FbxO7-RBfox2通路调控的基因可变剪接在胶质母细胞瘤发生中的作用。该研究从FbxO7-RBfox2通路介导的基因可变剪接层面，揭示胶质母细胞瘤的致病机制，为胶质母细胞瘤的基础研究提供新的思路，并为其治疗提供新的靶标。

胶质母细胞瘤（GBM)是生长最快，浸润性最强，也是致死率最高的一种中枢神经系统肿瘤。与肿瘤发生相反，帕金森氏症是由中脑神经元的过早死亡引发的中枢神经系统退化疾病。帕金森氏症相关基因的异常与胶质母细胞瘤发生相关。本项目将研究帕金森症相关基因FbxO7在调控胶质母细胞瘤发生、间质型转化和化疗耐药中的重要作用。通过RNA-seq分析，我们发现敲低FbxO7抑制GBM间质型特征谱相关基因的表达。利用原代培养胶质瘤干细胞（GSCs）和GBM病理组织，我们发现FbxO7在间质型GBM中表达上调，敲低FbxO7抑制GSCs自我更新和GBM发生。在机制上，我们通过IP/MS鉴定并证明FbxO7能与可变剪接因子Rbfox2相互作用，并介导Rbfox2赖氨酸K249位K63依赖的泛素化，从而促进Rbfox2蛋白稳定。同时,我们发现PRMT5介导的Rbfox2 R341/R441精氨酸甲基化对Rbfox2与FbxO7的相互作用是必须的。此外，转录组测序表明，FbxO7通过调控Rbfox2介导的FoxM1可变剪接促进FoxM1 外显子Va包含于成熟体，从而促进MEK1介导的FoxM1磷酸化、细胞核转运以及蛋白稳定，由此诱导CD44等间质型基因表达和GBM间质型转化。在此基础上，我们发现放疗药TMZ能诱导FbxO7的蛋白稳定性，敲低FbxO7促进GBM对TMZ的敏感性从而抑制GBM发生。综合上述发现，该项目揭示了FbxO7通过介导Rbfox2泛素化调控FoxM1可变剪接从而促进GBM间质型转化和化疗耐药的作用和机制，靶向FbxO7将为GBM提供新的治疗策略。