《Molecular Cancer》：生物3D打印PDO助力宫颈癌放疗敏感性预测和新机制发现

导读

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一，尤其在发展中国家，发病率和死亡率较高。放射治疗是治疗晚期宫颈癌的主要手段，大约30%的患者会表现出对放射治疗的耐受性（radioresistance），是导致宫颈癌相关死亡的主要原因。近期，发表于《Molecular Cancer》(IF=27.7)的NSUN6-mediated 5-methylcytosine modification of NDRG1 mRNA promotes radioresistance in cervical cancer，研究揭示了RNA修饰在放射和药物耐受中的调控机制。

复旦大学附属肿瘤医院吴小华教授团队余敏博士、倪孟冬博士为本文共同第一作者，副主任医师柯桂好博士、李佳佳博士，上海中医药大学青年研究员汤忞博士为本文通讯作者。

研究概述

本文旨在研究RNA修饰中的5-甲基胞嘧啶（m5C）在宫颈癌放射敏感性中的生物学功能和临床意义。通过质谱分析、RNA测序和生物3D打印病人来源类器官（PDO）模型，研究了NSUN6基因在宫颈癌放射抗性中的作用机制。

生物3D打印在本研究中的作用

赛箔生物为本研究团队提供了生物3D打印技术支持，用于构建不含基质胶、病人来源的宫颈癌PDO模型。这些生物3D打印PDO不仅在形态和分子特征上高度模拟了原始肿瘤组织，而且在放疗敏感性方面也与临床结果高度一致。通过这种技术，可以在体外精确预测患者对放疗的反应，为个体化治疗提供有力支持。此外，这些模型为进一步研究NSUN6及其相关RNA修饰在宫颈癌放射抗性中的作用机制提供了理想的平台。

3D生物打印宫颈癌PDO预测宫颈癌放射敏感性的流程图

主要内容

RNA m5C修饰与宫颈癌放射抗性

通过液相色谱-串联质谱分析，发现m5C修饰在放射抗性宫颈癌样本中显著上调。进一步的RNA测序揭示了NSUN6是调控宫颈癌放射敏感性的关键基因，其过表达与放射抗性及不良预后相关。

质谱法、mRNA 检测、免疫组化定量宫颈癌样本中的RNA修饰。

R：放射耐受性样本；S：放射敏感性的样本

生物3D打印宫颈癌PDO揭示NSUN6与放疗抗性的相关性

在Me-180和MS751细胞的生物3D打印模型中，NSUN6的高表达与放射抗性显著相关，随后在8个病人来源的生物3D打印PDO进行辐射敏感性测试，结果也显示，NSUN6高表达的类器官对放疗具有较强的放疗抗性。3D打印的PDO能够预测放疗敏感性。

生物3D打印PDO中NSUN6染色情况、不同剂量辐照后PDO存活情况与临床治疗情况匹配

NSUN6通过m5C修饰调控NDRG1 mRNA的稳定性

通过整合m5C测序和mRNA测序，发现NSUN6促进NDRG1 mRNA的m5C修饰，m5C读取蛋白ALYREF与NDRG1 mRNA结合，增强其稳定性。NDRG1的高表达促进了同源重组介导的DNA修复，从而导致宫颈癌的放射抗性。

NSUN6 敲除的 SiHa 细胞和相应的 NC 细胞中差异表达基因的热图

B. 通过 m5C-seq 鉴定 mRNA 转录本上 m5C 修饰的分布（左图）。SiHa 细胞中的 m5C 共识序列基序（右图）。

C. 对 mRNA-Seq、m5C-seq 结果和 DNA 修复基因进行整合后发现，NSUN6 基因敲除后有 8 个基因持续下调。

NSUN6基因敲低增加宫颈癌放射敏感性

通过NSUN6基因敲低实验，发现其显著增加了宫颈癌细胞的放射敏感性，表现为细胞周期阻滞、克隆形成能力降低及辐射诱导的细胞凋亡增加。

A.Western 印迹检测 SiHa 和 Me-180 基因敲除细胞中的 NSUN6 水平B. LC-MS/MS 检测了敲除 NSUN6 的 SiHa 和 Me-180 细胞中的 RNA m5C 含量

C. NSUN6 敲除细胞和相应阴性对照（NC）细胞的增殖曲线。

D. NSUN6敲除细胞和相应的NC细胞在接受或不接受IR照射时的细胞周期分布直方图。

文献原文：10.1186/s12943-024-02055-2

文献链接：https://molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-024-02055-2

关于赛箔生物

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在肿瘤相关领域，赛箔与合作者共同研发基于生物3D打印技术构建的肿瘤微组织（PDT），涵盖十余个癌种，包括高发肿瘤、难治肿瘤、妇科肿瘤和儿童肿瘤，培养成功率超过了90%。通过近千例样本研究，证实PDT与患者组织具有高度一致的分子特征和药物敏感性，1-2周即可获得准确的药敏检测结果，为治疗赢取宝贵时间，并且可为新药研发企业提供药效评价、入组标准建立、适应症筛选等服务。在再生相关领域，赛箔已建立多种3D组织工程皮肤，包括表皮模型、全层皮肤模型、黑素皮肤模型等，并相应开发多种体外功效测试方法。