2023年11月7日，美高梅登录正网基础医学院、美高梅登录正网国际癌症研究院王嘉东团队在The Journal of Clinical Investigation杂志上在线发表了题为PP2A inhibition causes synthetic lethality in BRCA2-mutated prostate cancer models via reactivating spindle assembly checkpoint的研究论文。该研究充分发挥秀丽隐杆线虫遗传筛选的独特优势，成功在生物体水平上挽救了BRCA2缺陷导致的胚胎死亡，同时揭示了纺锤体组装检查点关闭是导致BRCA2缺陷肿瘤细胞存活的关键原因，从而为治疗携带BRCA2突变的癌症患者提供了潜在的治疗策略。

BRCA2作为抑癌蛋白，在维护基因组和染色体稳定性方面发挥着至关重要的作用。携带家族遗传性BRCA2突变的个体明显增加乳腺癌或卵巢癌的患病风险，也与前列腺癌、胰腺癌等其他肿瘤的发生也存在密切关联。因此，理解BRCA2缺陷如何驱动肿瘤发生，并寻找有效的治疗靶点显得尤为重要。前人的研究发现，BRCA2缺陷会阻碍正常细胞的增殖和胚胎的发育，然而BRCA2缺陷在个体中却显著驱动肿瘤的发生，这一现象被称为“BRCA2悖论”。通过研究揭示这一悖论的内在机制，可以解答BRCA2缺陷导致肿瘤发生的原因，并有助于找到治疗BRCA2缺陷相关肿瘤的治疗靶点和潜在药物。尽管以往的研究通过在BRCA2缺陷的肿瘤细胞中使用siRNA或sgRNA文库进行筛选，成功揭示了这些恶性细胞在生存中所依赖的途径，然而这种筛选方法未能模拟非癌细胞向癌细胞演变的早期关键过程。因此，迫切需要寻找新的筛选模型，以深入研究BRCA2缺陷细胞如何适应由突变引起的存活压力并促进恶性转化的机制，并为找到除PARP抑制剂外新的合成致死药物提供潜在治疗靶点。

秀丽隐杆线虫brc-2基因与人类BRCA2高度同源，且表现出相似的生理功能，其纯合突变同样导致胚胎死亡。然而，通过应用转基因技术，可以维持杂合突变体线虫的繁殖状态。这为在个体水平上挽救由BRCA2缺陷引起的致死表型提供了可能性，同时有助于揭示“BRCA2悖论”的内在机制。首先，研究人员对超过100,000条Cebrc-2纯合突变线虫进行了正向遗传合成存活筛选，发现Ceubxn-2缺陷可以促进Cebrc-2纯合突变线虫的存活。随后的实验揭示，NSFL1C（即CeUBXN-2的哺乳动物同源蛋白）缺陷抑制了纺锤体组装检查点（Spindle assembly checkpoint，SAC）的激活并促进了BRCA2缺陷细胞的存活。进一步的研究发现，在BRCA2缺陷的细胞中，NSFL1C缺陷使BRCA2缺陷细胞能够保持相对稳定的动粒微管连接（Kinetochore-microtubule attachments，K-fibers），从而使SAC失活并完成细胞分裂。

为了进一步确定在双缺陷细胞中恢复K-fibers稳定性的调控因子，该研究采用质谱技术寻找可能与BRCA2和NSFL1C相互作用的分子。有趣的是，AURKB这个分子同时在两种质谱结果中出现。由于AURKB是纺锤体组装检查点的上游信号分子，研究人员进一步探究了AURKB的活性是否受到BRCA2和NSFL1C的调节。细胞内免疫荧光实验证明，BRCA2缺陷细胞的AURKB活性增加，而双缺陷细胞的AURKB活性更接近对照细胞的水平。随后的研究发现，NSFL1C缺陷促进VCP从染色质中提前提取泛素化的AURKB，以平衡BRCA2缺陷细胞中过度活化的AURKB。进一步的实验揭示了NSFL1C调控AURKB多聚泛素化水平的分子机制，发现NSFL1C在有丝分裂过程中被CDK1磷酸化，并通过与USP9X结合促进AURKB的去泛素化，确保AURKB在着丝粒处的稳定性。

考虑到AURKB多聚泛素化水平的增加和活性降低能够拮抗纺锤体组装检查点的激活，从而挽救BRCA2缺陷细胞的生存能力，研究人员探究了在BRCA2缺陷肿瘤中AURKB表达水平是否下调的可能性。通过对数据库的分析，研究人员发现在前列腺癌患者中AURKB的表达水平显著降低，并在收集的10例BRCA2突变和22例野生型前列腺癌组织样本中得到了验证。最后，研究人员发现可以重新激活纺锤体组装检查点PP2A抑制剂可能是抗肿瘤治疗的一个潜在作用靶点。经细胞和裸鼠实验证明，PP2A抑制剂对BRCA2缺陷肿瘤具有抑制作用，并且与PARP抑制剂有协同杀伤作用。

综上所述，这项研究在生物体水平上成功实现了对BRCA2缺陷导致的胚胎死亡的挽救，并鉴定了NSFL1C缺陷通过抑制AURKB在着丝粒处的稳定性，沉默纺锤体组装检查点，从而赋予BRCA2缺陷细胞生存的机制。还发现了通过靶向PP2A以重新激活纺锤体组装检查点可以作为治疗携带BRCA2突变癌症患者的有效策略。

美高梅登录正网基础医学院博士研究生王健、美高梅登录正网第一医院泌尿外科主治医师陈宇柯（美高梅登录正网临床科学家计划入选者）以及美高梅登录正网基础医学院主管技师李士卫为论文的共同第一作者。美高梅登录正网基础医学院王嘉东教授为该论文的通讯作者，美高梅登录正网基础医学院和美高梅登录正网国际癌症研究院为第一责任单位。该研究还获得了美高梅登录正网基础医学院王维斌副研究员、邵根泽教授和浙江大学黄俊教授的大力支持。该研究得到国家杰出青年基金、国家自然科学重点项目、科技部重点研发计划资助。