Mol Cell | Ribo-seq应用：RNF25介导的核糖体泛素化调控mRNA损伤诱导的翻译应激

核酸的完整性是所有生命过程的基础。然而，细胞不断暴露于损伤DNA和RNA的内外源性物质中。

尽管RNA损伤不像DNA损伤那样会导致遗传信息的永久性改变，但它具有强烈的细胞毒性并能引发复杂的应激反应。当延伸中的核糖体在mRNA的损伤位点停滞并相互碰撞时，多种应激反应和质量控制途径就会被激活。

例如，核糖体碰撞会激活整合应激反应（ISR）和核糖体毒性应激反应（RSR）。然而，在特定情况下，细胞如何限制这些可能致命的RNA损伤应答的激活，目前仍知之甚少。

2026年4月2日，慕尼黑大学Julian Stingele团队与英国剑桥大学Stephen P. Jackson团队合作，在Molecular Cell上发表了一篇题为“RNF25 confers mRNA damage tolerance by curbing activation of the integrated stress response”的论文。该研究发现化疗药物阿扎胞苷的细胞毒性主要通过其掺入mRNA引发，这会触发有害的整合应激反应（ISR）。

文章索引

【标题】RNF25 confers mRNA damage tolerance by curbing activation of the integrated stress response

【发表期刊】Molecular Cell

【发表日期】2026年4月2日

【作者及团队】慕尼黑大学Julian Stingele团队和剑桥大学Stephen P. Jackson团队等

【IF】16.6

研究结果

一、核糖体关联泛素连接酶提供对阿扎胞苷的抗性

通过CRISPR筛选，研究发现泛素连接酶RNF25和ZNF598的缺失使细胞对阿扎胞苷（aza-C）而非地西他滨（aza-dC）的敏感性增加。

进一步研究表明，RNF25通过其RING结构域和RWD结构域，在GCN1的辅助下泛素化核糖体蛋白eS31的K113位点，从而赋予细胞对aza-C的耐药性。

二、CRISPR筛选区分急性和慢性阿扎胞苷毒性响应

通过在野生型、RNF25敲除和ZNF598敲除细胞中进行急性和慢性aza-C处理的CRISPR筛选，发现RNF25和ZNF598通过不同但互补的机制提供耐药性。

此外，GCN1或GCN2的缺失能够完全抑制RNF25或ZNF598敲除细胞对aza-C的超敏性，表明aza-C的细胞毒性由GCN1/GCN2依赖的整合应激反应（ISR）介导。

三、阿扎胞苷诱导整合应激响应激活

研究通过磷酸化蛋白质组学和Western blot证实，aza-C能够激活GCN2激酶并磷酸化其下游的eIF2α，这在多种细胞系和原代AML患者细胞中都得到了验证。

通过Polysome profiling多聚核糖体分析和嘌呤霉素掺入实验，研究发现aza-C会诱导GCN2依赖性的翻译抑制，并且在抑制GCN2后能观察到核糖体碰撞的迹象。

四、RNF25抑制整合应激响应的过度激活

在RNF25缺失或eS31 K113R突变的细胞中，aza-C诱导的翻译抑制和ISR下游基因（如ATF3、CHOP）的表达均显著增强。

这种增强的ISR激活依赖于GCN1和GCN2，表明RNF25的功能是遏制GCN2依赖的ISR，防止其在RNA损伤后被过度激活。

五、ISR调节AML细胞对阿扎胞苷的化疗敏感性

通过使用ISR抑制剂ISRIB或GCN2抑制剂，研究发现抑制ISR能够显著降低aza-C对HAP1细胞、多种AML细胞系以及原代AML患者细胞的细胞毒性。

这一结果表明，aza-C诱导的ISR是其抗肿瘤疗效的重要组成部分，尤其是在RNF25功能缺失的情况下。

六、阿扎胞苷诱导的mRNA损伤阻碍核糖体延伸

通过使用特异性RNA聚合酶抑制剂，研究证明aza-C需要被RNA聚合酶II掺入到mRNA中才能激活ISR。

Ribo-seq核糖体印迹分析结果显示，在aza-C处理后，核糖体足迹内出现了显著的C到G的转换，这表明掺入mRNA的aza-C可能分解为RGU（核糖基胍基脲），这种损伤在核糖体A位点处导致翻译停滞和碰撞。

总结

本研究揭示了化疗药物阿扎胞苷的一种新作用机制，即通过其在mRNA中的掺入造成RNA损伤，进而激活有害的整合应激反应来发挥细胞毒性。研究同时发现了一条由泛素连接酶RNF25介导的mRNA损伤耐受通路，它通过限制ISR的激活来保护细胞，为理解化疗耐药性及开发新靶点提供了重要见解。