新型GLCCI1-BRAF融合在嗜铬细胞瘤病一例中驱动激酶信号传导

Novel GLCCI1-BRAF fusion drives kinase signaling in a case of pheochromocytomatosis

作者信息Benjamin L Green, Robert R C Grant, Christopher T Richie, Bishwanath Chatterjee, Michelly Sampaio De Melo, Frederic G Barr, Karel Pacak, Sunita K Agarwal, Naris Nilubol
PMID35861986
发布时间2022-07-01
DOI10.1530/EJE-21-0797

实验完整度

包含患者样本NGS/FISH/IHC检测、体外细胞转染Western blot验证,但仅有单个病例且无动物模型或功能回补实验。

主要模型

HEK-293细胞 患者肿瘤组织样本

重点核对

患者为72岁女性,嗜铬细胞瘤病,多处腹膜种植灶 NGS检测到GLCCI1 exon 3-BRAF exon 9框内融合,BRAF激酶结构域完整 FISH检测BRAF断裂分离信号阳性(46%细胞核) HEK-293细胞转染GLCCI1-BRAF融合,Western blot检测pMEK、SNAI1、ZEB1

摘要

引言:复发性和转移性嗜铬细胞瘤(PCC)是一种罕见的晚期内分泌肿瘤,治疗选择有限。深入了解晚期PCC患者的致病性分子改变,可以为精准靶向失调通路提供治疗选择。目的:我们报告在一例复发性嗜铬细胞瘤伴腹膜种植(嗜铬细胞瘤病)患者中发现并鉴定了一种新型含BRAF的融合转录本及其下游分子改变。方法:我们回顾了一位嗜铬细胞瘤病患者的病史。对手术标本进行了全面的泛癌分子谱分析(使用二代测序NGS)以及验证性RT-qPCR。分别使用荧光原位杂交(FISH)和免疫组织化学(IHC)检测BRAF重排和下游分子变化。使用Western blot评估转染的HEK-293细胞中MAPK信号通路和EMT标志物的体外激活情况。结果:对一位72岁女性嗜铬细胞瘤病患者的标本进行NGS分析,显示糖皮质激素诱导蛋白1(GLCCI1)外显子3与BRAF外显子9发生框内融合。GLCCI1-BRAF融合中排除了BRAF上游自抑制结构域,但保留了完整的BRAF下游激酶结构域。通过BRAF特异性断裂分离FISH实验证实了BRAF重排。四个独立的肿瘤灶均携带GLCCI1-BRAF融合。IHC显示磷酸化MEK增加。转染GLCCI1-BRAF融合的HEK-293细胞在体外表现出磷酸化MEK增加以及EMT标志物SNAI1和ZEB1表达升高。结论:我们证明了一种新的致病性基因融合,即GLCCI1与BRAF致癌激酶结构域融合,导致MAPK信号通路和EMT标志物激活。因此,当需要全身治疗时,该患者可能受益于临床上可用的MEK和/或BRAF抑制剂。关键词:BRAF,GLCCI1,嗜铬细胞瘤,嗜铬细胞瘤病。总结:本报告是人肿瘤中GLCCI1与BRAF融合的首例报道,也是PCC中第二个含BRAF的融合转录本。对PCC进行详细的分子特征分析,可能是处理复发性PCC和嗜铬细胞瘤病(构成重大临床挑战)患者的有价值工具。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
复发性嗜铬细胞瘤病患者的致病性分子改变是什么?
核心机制
GLCCI1-BRAF融合导致BRAF自抑制结构域缺失,保留完整激酶结构域,构成性激活MAPK信号通路,并上调EMT标志物SNAI1和ZEB1。
主要证据
NGS检测到融合转录本,FISH确认BRAF重排,IHC显示pMEK增高,体外HEK-293细胞转染实验证实下游信号激活。
研究意义
该发现为患者提供了潜在的治疗靶点,可考虑使用MEK和/或BRAF抑制剂。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床病理特征记录

描述患者病史、影像学、生化及病理特征

记录患者72岁女性,复发性PCC伴腹膜种植,通过CT、MRI、68Ga-DOTATATE PET/CT及18F-DOPA PET/CT显示多处病灶,生化检测显示儿茶酚胺代谢物升高。

2

NGS融合检测

识别肿瘤中的驱动基因突变

使用TruSight Oncology 500(TSO-500)对FFPE组织标本进行NGS,鉴定出GLCCI1-BRAF融合。

3

FISH验证BRAF重排

在基因组水平确认BRAF基因重排

使用BRAF特异性断裂分离FISH探针检测FFPE组织中的BRAF重排。

4

RT-qPCR验证融合转录本

确认融合转录本在多个肿瘤灶中的存在

从四个额外肿瘤标本及原检测标本中提取RNA,通过RT-qPCR检测GLCCI1-BRAF融合,并测序确认融合点。

5

IHC检测下游信号激活

评估MAPK通路在肿瘤组织中的激活状态

对肿瘤切片进行pMEK免疫组化染色,与VHL驱动的PCC标本比较。

6

细胞转染Western blot验证

体外验证GLCCI1-BRAF融合蛋白的功能

构建FLAG标签的GLCCI1-BRAF表达质粒,转染HEK-293细胞,48小时后Western blot检测BRAF、pMEK、SNAI1、ZEB1表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证蛋白表达与激活
细胞功能实验

产品清单

实验环节名称品牌货号
TruSight Oncology 500 DNA试剂盒Illumina20028214
BRAF特异性断裂分离FISH检测NeoGenomics Laboratories--
抗磷酸化MEK抗体 (166F8)Cell Signaling Technology--
SignalStain® Boost IHC检测试剂Cell Signaling Technology8114S
蔡司Axio Observer D1显微镜Carl Zeiss, Inc.--
Q5高保真DNA聚合酶New England Biolabs--
In-Fusion克隆试剂盒Takara, Inc--
NEB Stable细胞New England Biolabs--
HEK-293细胞American Type Culture CollectionCRL-1573
极限必需培养基Corning--
Lipofectamine® 3000转染试剂盒Invitrogen--
OPTI-MEM®减血清培养基Thermo Fisher Scientific--
Pierce™ BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
抗FLAG抗体 (F3165)Sigma-Aldrich--
抗磷酸化MEK抗体 (166F8)Cell Signaling Technology--
抗MEK抗体 (L38C12)Cell Signaling Technology--
抗SNAI1抗体 (3879S)Cell Signaling Technology--
抗ZEB1抗体 (3396T)Cell Signaling Technology--
抗p84抗体 (GTX7002)GeneTex--
HRP偶联抗GAPDH抗体 (D16H11)Cell Signaling Technology--
抗β-actin抗体 (12262S)Cell Signaling Technology--
抗兔IgG HRP偶联二抗 (7074S)Cell Signaling Technology--
抗鼠IgG HRP偶联二抗 (7076S)Cell Signaling Technology--
增强化学发光试剂 (Pierce™)Thermo Fisher Scientific--
RNeasy FFPE提取试剂盒Qiagen--
SuperScript IV第一链合成系统Thermo Fisher--
TaqMan Fast Advanced预混液Thermo Fisher--
ViiA™ 7实时荧光定量PCR系统Applied Biosystem--
GLCCI1 e3B探针--6-FAM/TAMRA
MyTaq DNA聚合酶Meridian Biosciences--
TOPO TA克隆试剂盒Thermo Fisher--
5-alpha感受态大肠杆菌New England Biolabs--
桑格测序Eurofins Genomics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
NGS
样本类型:FFPE组织;检测平台:TSO-500;RNA提取试剂盒
阅读提示:Methods: TruSight Oncology 500 assay
FISH
阳性标准:≥9%细胞核有分离信号;检测的细胞核数
阅读提示:Methods: BRAF break apart assay; Results: Confirmation of BRAF gene rearrangement
IHC
一抗:抗pMEK (166F8) 1:50稀释;孵育条件:4°C过夜
阅读提示:Methods: Immunohistochemistry
质粒构建
GLCCI1-BRAF片段来源;克隆载体:pcDNA3.1;使用的酶和试剂(In-Fusion, Q5聚合酶)
阅读提示:Methods: Plasmid construction
细胞培养与转染
细胞系:HEK-293 (CRL-1573);培养基:MEM+10% FBS;转染试剂:Lipofectamine 3000
阅读提示:Methods: Cell Culture, Transient Transfection
Western blot
检测时间点:转染后48小时;裂解液和定量方法(BCA);抗体稀释比例:1:1000
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis
RT-qPCR
引物探针序列:GLCCI1 e3A/BRAF e10A, GLCCI1 e3B;反应条件:95°C 20秒,45个循环(95°C 1秒,60°C 20秒);内参:GAPDH
阅读提示:Methods: Real-Time-quantitative PCR (RT-qPCR) and sequencing; Table 1