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技術(shù)文章 / article
【基因編輯產(chǎn)品新品上市】MET Ex14 skipping新添成員
原載自:www.niangtai.cn[技術(shù)資料頻道] 2023-02-15 瀏覽次數(shù):680
Background
MET受體酪氨酸激酶是一種原癌基因,它的異常激活與腫瘤發(fā)生有關(guān)。各種潛在的機(jī)制,包括轉(zhuǎn)錄本中的改變、擴(kuò)增、基因重排和外顯子跳躍,都是MET信號(hào)異常的原因。MET導(dǎo)致非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的關(guān)鍵改變之一是MET外顯子14( MET Ex 14)跳躍,這是一種驅(qū)動(dòng)突變,約占肺腺癌的3-4%。MET Ex14跳躍導(dǎo)致功能活躍且穩(wěn)定的截短受體的形成,該受體缺乏負(fù)責(zé)MET泛素化的近膜調(diào)節(jié)域。至今為止全球已經(jīng)開發(fā)了幾種針對MET受體的MET激酶抑制劑,其中許多正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。
MET的結(jié)構(gòu)
MET基因位于人類基因組的7q31號(hào)染色體上,跨越約125kbDNA,包含21個(gè)外顯子和20個(gè)內(nèi)含子。MET被編碼為前體,通過其a和b亞基之間的蛋白水解切割被修飾成成熟蛋白質(zhì)。 成熟的MET蛋白由一個(gè)小的a亞基(50kDa)和一個(gè)較大的b (145kDa)亞基組成,通過二硫鍵連接在一起。一個(gè)a亞基和b亞基的一部分共同構(gòu)成異二聚體蛋白的胞外區(qū),而b亞基的其余部分構(gòu)成跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。
MET的細(xì)胞外成分包含三個(gè)結(jié)構(gòu)域。N端Sema(Sema-phorin)是最大的結(jié)構(gòu)域,包含500個(gè)殘基,包含a和b亞基的一部分。該結(jié)構(gòu)域?qū)τ贛ET的配體結(jié)合、二聚化和激活至關(guān)重要。Sema結(jié)構(gòu)域之后是叢蛋白-信號(hào)蛋白-整合素(PSI)結(jié)構(gòu)域,包含四個(gè)二硫鍵,這對于配體結(jié)合受體的正確定位至關(guān)重要。PSI結(jié)構(gòu)域通過免疫球蛋白-叢蛋白-轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)域連接到MET的跨膜螺旋。受體的細(xì)胞內(nèi)部分包括近膜(JM)結(jié)構(gòu)域、酪氨酸激酶(TK)催化結(jié)構(gòu)域和C末端多功能??课稽c(diǎn)。其配體肝細(xì)胞生長因子(HGF)(也稱為分散因子)的結(jié)合對于激活激酶活性至關(guān)重要。HGF是迄今為止已知的MET受體配體,并以高親和力與受體結(jié)合。
Fig1.MET蛋白的結(jié)構(gòu)
MET Ex14跳躍的機(jī)理
HGF與MET結(jié)合導(dǎo)致受體二聚化,導(dǎo)致激酶結(jié)構(gòu)域中細(xì)胞內(nèi)殘基Y1234和Y1235自磷酸化,隨后在激酶結(jié)構(gòu)域外的C端磷酸化另外兩個(gè)酪氨酸殘基Y1349和Y1356。C末端殘基的磷酸化導(dǎo)致對接位點(diǎn)的形成,隨后銜接子和效應(yīng)蛋白,如GRB2(生長因子受體結(jié)合蛋白2)、GAB1(GRB2相關(guān)結(jié)合蛋白1)和SHC(含Src同源2結(jié)構(gòu)域),與停靠位點(diǎn)結(jié)合,觸發(fā)下游信號(hào)傳導(dǎo)。
2005年報(bào)道了NSCLC中MET Ex14的跳躍 。內(nèi)含子13的3' 剪接位點(diǎn)或內(nèi)含子14的5 '末端剪接位點(diǎn)的替換或缺失導(dǎo)致MET Ex14跳躍。在MET Ex14的剪接點(diǎn)處或剪接點(diǎn)附近發(fā)生的這種體細(xì)胞改變導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄物中外顯子14的丟失和MET蛋白的合成以及JM結(jié)構(gòu)域中47個(gè)氨基酸的框內(nèi)缺失(包括殘基Y1003)消融CBL介導(dǎo)的受體泛素化和降解。因此,MET Ex14跳躍導(dǎo)致MET蛋白水平升高,這可以驅(qū)動(dòng)促進(jìn)腫瘤發(fā)展的下游信號(hào)通路的激活。
Fig 2. MET Ex14跳躍的機(jī)理
MET Ex14跳躍的突變
根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)告,在非小細(xì)胞肺癌中常見的導(dǎo)致MET Ex14跳躍的突變有如下幾種:
Fig 3. 常見導(dǎo)致MET Ex14跳躍的突變
同時(shí)在眾多的其他癌種中也發(fā)現(xiàn)很多,大約 3–4% 的 NSCLC 具有MET Ex14改變。在組織學(xué)亞型中, MET Ex14跳躍改變常見于肉瘤樣癌 (4.9–31%),69–72腺鱗癌 (4–8%)、腺癌 (3–4%) 和鱗狀細(xì)胞癌 (2%)。此外,在腺癌中,主要的亞型是腺泡型 (35-52.9%) 或?qū)嵭詠喰?(35.3-53%)。臨床上, METEx14跳躍異常多見于高齡患者。
MET Ex14跳躍的檢測
一般而言,基于DNA和RNA的分子檢測是檢測METex14改變的方法。基于DNA的測序分析可以檢測MET改變,例如剪接位點(diǎn)的插入、缺失、點(diǎn)突變或重復(fù),這些改變可能導(dǎo)致外顯子14跳躍。然而,METEx14跳躍與剪接位點(diǎn)中超過120個(gè)報(bào)告的序列變異有關(guān),這使得僅使用基于DNA的檢測來檢測這些突變具有挑戰(zhàn)性。因此,對RNA轉(zhuǎn)錄本的分析可以驗(yàn)證外顯子13和15之間的融合。在理想情況下,基于DNA和RNA的檢測可相互補(bǔ)充,以可靠地檢測METEx14改變。
Fig 4. 常見針對DNA和RNA檢測技術(shù)來識(shí)別MET Ex14跳躍的方法
MET Ex14跳躍的標(biāo)準(zhǔn)品
科佰生物利用基因編輯的方法,成功獲得多種MET Ex14跳躍的標(biāo)準(zhǔn)品,表現(xiàn)為在DNA層面出現(xiàn)剪切變異,在RNA層面出現(xiàn)14外顯子的缺失,部分產(chǎn)品羅列如下:
表1. 部分MET Ex14跳躍突變的產(chǎn)品
檢測數(shù)據(jù)如下(以c.3028+1_c.3028+9del為例)
AI-Edigene® MET Splice Site Mutation(c.3028+1_c.3028+9del)Reference Standard
Fig 5. DNA的sanger測序顯示c.3028+1_c.3028+9del
Fig 6. RNA的sanger測序發(fā)生14外顯子的缺失
Fig 7. DNA的ddPCR檢測,顯示突變頻率為*
Fig 8. RNA的ddPCR檢測,顯示拷貝數(shù)為1315.07 copies/ng
如上數(shù)據(jù)可知,不僅僅在DNA層面發(fā)生了剪切變異,在RNA層面也發(fā)生了變異,而且根據(jù)ddPCR的拷貝數(shù)數(shù)據(jù)顯示,MET表達(dá)也大大增加了。
科佰生物在使用基因編輯技術(shù)定制定點(diǎn)突變、插入、缺失、融合上有豐富的經(jīng)驗(yàn),歡迎大家一起溝通討論。