ASPM 与 FOXM1 互作促肝癌进展：双正反馈环成潜在治疗新靶标

《Genome Biology》：ASPM mediates nuclear entrapment of FOXM1 via liquid-liquid phase separation to promote progression of hepatocarcinoma

为探究 FOXM1 调控机制，研究人员开展肝癌相关研究，发现 ASPM 与 FOXM1 形成双正反馈环促癌，提供治疗新思路。

　　肝癌，作为全球第六大常见癌症以及第三大癌症致死病因，严重威胁人类健康。在肝癌的发生发展过程中，基因调控失衡扮演着关键角色，一系列转录因子，像 c-Myc、YAP1、Forkhead box protein M1（FOXM1）等，都在其中发挥着重要作用。然而，目前针对基于转录因子的肝癌治疗手段却十分匮乏。

FOXM1 作为叉头盒转录因子家族的重要成员，在细胞有丝分裂、DNA 损伤修复以及组织再生等过程中发挥着关键作用。它通过与靶基因启动子区域的经典结合基序结合，激活下游基因，进而广泛调控癌细胞的多种恶性行为，包括无限增殖、放化疗抵抗、代谢重编程以及血管生成等。不过，FOXM1 自身的上游调控机制却一直是个未解之谜。

异常纺锤样小头畸形相关蛋白（ASPM），作为果蝇 “异常纺锤体” 基因在人类中的同源基因，不仅与原发性小头畸形 5 型密切相关，而且在维持基因组稳定性方面发挥着重要作用。近年来，大量研究表明，ASPM 在多种实体瘤，尤其是肝癌中异常高表达，与肿瘤的侵袭性进展和不良预后紧密相关。然而，细胞核定位的 ASPM 在肝癌发生发展中的具体功能和调控机制，仍有待深入探索。

为了深入揭示这些关键问题，第四军医大学的研究人员展开了一项深入研究，相关成果发表在《Genome Biology》杂志上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在样本方面，收集了临床不同阶段的肝癌组织及癌旁正常组织。实验技术上，运用基因集富集分析（GSEA）、免疫共沉淀（co-IP）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）等技术，从基因、蛋白等多个层面深入探究 ASPM 与 FOXM1 之间的关系 。

研究结果如下：

• 筛选并验证 ASPM 与 FOXM1 互作：通过对 5654 个细胞核定位基因进行 GSEA 分析，结合 PhaSePred 筛选，发现 ASPM 是与 FOXM1 相互作用的关键蛋白。进一步的 co-IP 实验和免疫荧光染色证实，ASPM 与 FOXM1 在肝癌细胞和肿瘤组织中存在相互作用且共定位于细胞核。ChIP-seq 分析显示，两者在基因组上的结合位点高度重叠，共同促进下游基因的转录。
• FOXM1 与 ASPM 形成动态凝聚物：超分辨率显微镜观察发现，转染 GFP-FOXM1 和 mCherry-ASPM 的细胞中，出现了明显的液滴样凝聚物，且具有动态和可逆的特性。氨基酸序列分析表明，FOXM1 和 ASPM 的内在无序区域（IDRs）对凝聚物的形成至关重要。
• ASPM 增强 FOXM1 蛋白稳定性：敲低 ASPM 后，FOXM1 蛋白水平显著下降，而其 mRNA 水平无明显变化，表明 ASPM 通过抑制蛋白酶体介导的降解来增强 FOXM1 的稳定性。实验显示，蛋白酶体抑制剂 MG132 可消除敲低 ASPM 对 FOXM1 蛋白水平的影响。
• ASPM 对肝癌细胞增殖和肿瘤生长至关重要：功能实验表明，敲低 ASPM 显著抑制肝癌细胞在体外的存活和增殖能力，而过表达 ASPM 则具有相反效果。在体内实验中，敲低 ASPM 的裸鼠移植瘤体积、重量和生长速率明显降低，生存期延长。
• FOXM1 可挽救 ASPM 缺失对肝癌生长的抑制作用：在 ASPM 敲低的细胞中重新表达 FOXM1，能够逆转细胞增殖受抑制的情况，强调了 FOXM1 在 ASPM 相关肿瘤生长中的关键作用。
• ASPM 与 FOXM1 在肝癌中协同表达并形成双正反馈环：免疫组化和生物信息学分析发现，ASPM 与 FOXM1 在肝癌组织中表达模式相似，且在多种实体瘤中存在共表达现象。进一步研究证实，FOXM1 可转录激活 ASPM 的表达，两者形成双正反馈环，共同促进肝癌的进展。
• ASPM 与 FOXM1 共高表达与肝癌不良预后相关：通过 GEPIA 工具分析发现，ASPM 和 FOXM1 高表达的肝癌患者总体生存率和无病生存率较低，且随着肿瘤分期的增加，两者的表达逐渐升高。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次揭示了 ASPM 与 FOXM1 通过液 - 液相分离（LLPS）在肝癌细胞核内形成凝聚物，稳定 FOXM1 蛋白，同时 FOXM1 转录激活 ASPM，两者形成的双正反馈环显著促进肝癌的进展。这不仅拓展了对肝癌发病机制的理解，更为肝癌的治疗提供了新的潜在生物标志物和治疗靶点。未来，针对 ASPM 与 FOXM1 相互作用的深入研究，有望为肝癌的精准治疗开辟新的道路。