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肝癌(HCC)患者预后差,索拉非尼治疗易耐药。研究人员开展 C12ORF49 在肝癌中作用的研究,发现 C12ORF49 高表达促进肝癌细胞存活、生长,机制是激活 SREBP1/SCD1 通路抑制铁死亡,且沉默它可增强索拉非尼疗效,为肝癌治疗提供新思路。
肝癌,这一严重威胁人类健康的恶性肿瘤,即便现代医学在手术治疗和全身化疗方面不断取得进步,其患者的预后情况依旧不容乐观。主要原因在于肝癌早期症状隐匿,多数患者确诊时已处于晚期。索拉非尼(Sorafenib)作为美国食品药品监督管理局(FDA)批准的首个多靶点酪氨酸激酶抑制剂,虽被推荐用于晚期肝癌的治疗,可它的疗效常因耐药问题大打折扣。因此,寻找能够克服耐药、提升治疗效果的关键因素迫在眉睫。
与此同时,癌细胞的脂质代谢异常逐渐成为癌症研究的热点。众多研究表明,癌细胞通过改变脂质代谢,增加从头脂肪生成,为自身的快速生长和转移提供能量与物质基础。然而,癌细胞究竟是如何精准调控脂质代谢的,目前仍知之甚少。
在此背景下,空军军医大学的研究人员开展了一项旨在探究 C12ORF49 在肝癌中作用的研究。该研究成果发表于《Cell Death Discovery》,为肝癌的治疗开辟了新的方向。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本方面,收集了空军军医大学附属医院 268 例肝癌患者的肿瘤及癌旁组织样本。实验技术上,运用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)检测基因表达水平;通过蛋白质免疫印迹法(Western blotting)分析蛋白表达情况;借助免疫组织化学染色(IHC staining)观察蛋白在组织中的定位和表达;利用流式细胞术(Flow cytometry analysis)对细胞周期和凋亡进行定量分析;还采用了体内荷瘤小鼠模型实验,评估肿瘤生长和转移能力 。
研究结果如下:
- C12ORF49 在肝癌中的表达及预后意义:研究人员通过 qRT-PCR、UALCAN 平台生物信息分析、Western blot 以及 IHC 染色等方法检测发现,C12ORF49 在肝癌组织中的表达显著高于癌旁组织,在多数肝癌细胞系中也呈现高表达。进一步分析发现,C12ORF49 高表达与患者肿瘤体积较大、生存期较短密切相关。这表明 C12ORF49 的高表达或许是肝癌患者预后不良的一个重要指标。
- C12ORF49 对肝癌细胞生长的影响:研究人员分别在高表达 C12ORF49 的 HLF 和 HLE 细胞系中进行 C12ORF49 基因敲低实验,同时在低表达该基因的 SNU-354 和 SNU-739 细胞系中进行过表达实验。MTS 和集落形成实验结果显示,敲低 C12ORF49 会抑制肝癌细胞的活力和集落形成能力,而过表达则促进细胞生长。在小鼠模型实验中,敲低 C12ORF49 的 HLF 细胞形成的异种移植瘤明显小于对照组,且肿瘤组织中细胞凋亡增加,这进一步证实了 C12ORF49 对肝癌细胞生长的促进作用。
- C12ORF49 抑制肝癌细胞铁死亡:研究人员使用多种细胞死亡抑制剂处理细胞,发现只有铁死亡抑制剂 Fer-1 能有效阻止因 C12ORF49 敲低引发的细胞死亡。进一步检测发现,C12ORF49 敲低会使脂质活性氧(ROS)和细胞内 Fe2+浓度升高,而过表达则降低这些指标。此外,过表达 C12ORF49 对细胞死亡、脂质 ROS 和 Fe2+水平的抑制作用,可被铁死亡诱导剂 RSL3 逆转。这一系列实验表明,C12ORF49 能够通过抑制铁死亡来促进肝癌细胞的存活。
- C12ORF49 对脂质代谢的调控:研究人员检测发现,敲低 C12ORF49 会降低细胞内游离脂肪酸、甘油三酯、磷脂和中性脂质的含量,而过表达则使其增加。研究还发现,C12ORF49 主要通过激活 SREBP1/SCD1 信号通路来调控脂质代谢。在这个过程中,C12ORF49 影响 SREBP1 的蛋白水平和核定位,进而上调 SCD1 的表达,促进单不饱和脂肪酸(MUFA)的合成。
- C12ORF49 沉默增强索拉非尼疗效:研究人员发现,C12ORF49 敲低可显著增加索拉非尼诱导的肝癌细胞死亡,提升脂质 ROS 和 Fe2+水平,增强索拉非尼对肝癌细胞生长的抑制作用。而且,在索拉非尼耐药的肝癌细胞中,C12ORF49 表达更高。这意味着 C12ORF49 可能参与了肝癌对索拉非尼的耐药过程,沉默 C12ORF49 有望成为提高索拉非尼治疗效果的新策略。
研究结论和讨论部分指出,C12ORF49 在肝癌中异常高表达,通过激活 SREBP1/SCD1 介导的 MUFA 生物合成,抑制铁死亡,从而促进肝癌细胞的存活和生长。此外,沉默 C12ORF49 可增强索拉非尼对肝癌细胞的抑制作用,为肝癌治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略。不过,目前研究仍存在一些局限性,如 C12ORF49 在肝癌细胞中上调的机制、其与铁稳态调节的关系,以及为何仅转录上调 SCD1 而不是其他脂肪生成酶等问题,还需要进一步深入研究。但总体而言,该研究为肝癌的治疗开辟了新方向,具有重要的理论和临床意义,有望为肝癌患者带来新的希望。