Nat Communi:浙江大学蔡秀军/高向伟发现结直肠癌化疗耐药新机制与逆转策略,靶向RPL22L1特异性核糖体
核糖体异质性已成为基因表达的一层调控机制,但其在癌症中的生物学功能仍缺乏充分解析。
2026年8月4日,浙江大学蔡秀军、高向伟共同通讯在
Nature Communications(IF=18.1)
在线发表题为
Translational control by RPL22L1-specific ribosomes enhances DNA repair and chemoresistance
的研究论文。
本研究发现核糖体蛋白RPL22的旁系同源物RPL22L1是结直肠癌细胞DNA损伤应答(DDR)的关键调控因子。DNA损伤可诱导RPL22L1上调并整合进入核糖体,形成RPL22L1特异性核糖体。
核糖体图谱分析表明,含有RPL22L1的核糖体优先翻译具有高度结构化5’非翻译区(5’UTR)的mRNA。RPL22L1通过非帽依赖机制促进ATRX的翻译。随后ATRX将DNA‑PKcs招募至DNA损伤位点,进而提升DNA修复能力。RPL22L1缺失会造成可被利用的DDR缺陷,在体外与体内使癌细胞对顺铂以及PARP抑制剂变得敏感。
综上,本研究揭示DDR中由特化核糖体介导的翻译程序,并提示RPL22L1可作为基于DDR的癌症治疗的潜在治疗靶点。

为维持基因组稳定性,细胞进化出一套精密复杂的机制网络,统称为DNA损伤应答(DDR),该网络包含DNA修复、细胞周期检查点、细胞凋亡以及基因表达调控。DDR通路缺陷在肿瘤中十分常见;由于肿瘤细胞高度依赖残存的DDR活性,该缺陷会产生治疗可利用的弱点。
DNA损伤类肿瘤治疗手段已成功利用这类弱点,近年来,靶向DDR通路核心组分的选择性抑制剂也得到开发。典型代表为聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)抑制剂,其可选择性杀伤同源重组(HR)修复缺陷的肿瘤,例如携带BRCA1或BRCA2突变的肿瘤。
对调控DNA修复的调控网络开展持续研究,有望为基于DDR的治疗策略发掘合成致死靶点。
核糖体传统上被认为是执行蛋白质合成的均一、被动的分子机器,如今越来越多研究证实其属于具有异质性、功能特化的复合体。核糖体组分可响应各类细胞状态发生动态改变。近期研究表明,同一细胞的不同亚细胞区室之间,核糖体组分也可存在差异。
这种时空异质性使核糖体能够主动调控基因表达,尤其可对具备特定结构特征的mRNA翻译过程进行调控。小鼠相关研究直观体现了核糖体异质性的功能意义:特定核糖体蛋白功能异常会引发截然不同的发育缺陷。另外,由RPL39L组装形成的雄性生殖细胞特异性核糖体,在调控雄性生育能力中发挥专属功能。

图形摘要(摘自
Nature Communications
)
越来越多证据表明,核糖体蛋白在肿瘤中会发生表达改变、突变或翻译后修饰,进而重塑核糖体组分,并影响mRNA翻译过程。例如,多种肿瘤中RPS6发生磷酸化,可促进含TOP基序转录本的翻译。慢性淋巴细胞白血病中,RPS15突变调控整体蛋白质合成与翻译保真性。
含有RPL15的核糖体促进核糖体蛋白编码mRNA翻译,进而驱动乳腺癌转移。但特化核糖体在不同肿瘤背景、不同肿瘤类型中的功能尚不明确,特定核糖体选择性调控mRNA翻译的分子机制仍有待阐明。本研究证实,DNA损伤可诱导结直肠癌(CRC)细胞形成含有RPL22L1的特化核糖体。
这类RPL22L1特异性核糖体通过类IRES机制促进ATRX等DNA修复基因的翻译。RPL22L1介导的DNA修复会使肿瘤细胞对顺铂与PARP抑制剂产生治疗易感弱点。
本研究揭示了由特化核糖体驱动、参与DNA修复的翻译调控程序,并提示RPL22L1可作为基于DDR的肿瘤治疗潜在靶点。
参考消息:https://doi.org/10.1038/s41467-026-76283-z
