piR - 26441:卵巢癌治疗新希望 —— 靶向线粒体代谢的关键分子

【字体: 时间:2025年01月23日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  卵巢癌(OC)死亡率高,早期诊断困难。研究人员开展 piRNAs 在 OC 中作用及机制的研究。发现 piR - 26441 在 OC 中低表达,可通过 YTHDC1/TSFM 信号轴抑制线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)和肿瘤发生,为 OC 治疗提供潜在靶点。

  在女性恶性肿瘤的 “战场” 上,卵巢癌(OC)可谓是一颗 “毒瘤”。它是全球女性中死亡率最高的常见恶性癌症之一,2020 年全球约有 313,959 例新发病例,207,252 人因它失去生命。当前,卵巢癌的治疗主要依靠手术和铂类药物及紫杉烷化疗,但由于早期症状隐匿、缺乏有效早期检测生物标志物,患者生存率依旧不容乐观。因此,探寻卵巢癌发生和进展的分子机制,成为了医学领域亟待攻克的难题。
广州医科大学附属第三医院的研究人员勇挑重担,开展了关于 Piwi 相互作用 RNA(piRNAs)在卵巢癌中作用及机制的研究。他们发现 piR - 26441 这一关键分子,它在卵巢癌中异常下调,过表达 piR - 26441 可抑制卵巢癌细胞的恶性特征和肿瘤生长,为卵巢癌的治疗带来了新的曙光。该研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。他们收集了 80 例卵巢癌组织和 18 例正常卵巢组织样本。通过小 RNA 测序(sRNA - Seq)筛选差异表达的 piRNAs;利用定量实时逆转录 PCR(qRT - PCR)检测基因表达水平;采用 RNA 结合蛋白免疫沉淀(RIP)和甲基化 RIP(meRIP)测序探究分子间相互作用和 m6A 修饰情况;借助细胞活力、迁移、凋亡等实验评估细胞生物学行为;构建裸鼠异种移植模型和患者来源的类器官(PDOs)模型研究体内肿瘤生长情况 。

研究结果如下:

  • piR - 26441 在 OC 中显著下调:通过 sRNA - Seq 分析四对卵巢癌和正常卵巢组织,发现 piR - 26441 在卵巢癌中表达下调,且其表达与 OC 分期相关,FIGO III - IV 期疾病中表达更低。在不同卵巢癌细胞系中,piR - 26441 表达存在差异,在 OVCAR3 细胞中表达最低,在 CAOV3 细胞中表达最高。
  • piR - 26441 过表达抑制 OC 细胞恶性生物学行为:在 CAOV3 和 OVCAR3 细胞中干扰 piR - 26441 表达,CCK - 8 实验表明过表达 piR - 26441 可降低细胞增殖率,促进细胞凋亡,划痕实验显示其能减弱细胞迁移能力。
  • YTHDC1 是 piR - 26441 在 OC 细胞中的靶标:RNA pulldown 实验结合质谱(MS)分析,确定 YTHDC1 是与 piR - 26441 特异性结合的关键基因。进一步通过 RNA pulldown、RIP、FISH 等实验证实 piR - 26441 与 YTHDC1 相互作用且在细胞核共定位。
  • piR - 26441 增加 YTHDC1 蛋白水平的机制:piR - 26441 过表达增加 YTHDC1 蛋白水平但不影响其 mRNA 水平,敲低则相反。研究发现 piR - 26441 通过减少 TRIM56 介导的 YTHDC1 泛素化,调节 YTHDC1 蛋白稳定性。
  • TSFM 是 piR - 26441 - YTHDC1 级联的效应器:m6A 测序(m6A - Seq)发现 piR - 26441 过表达使 TSFM 的 mRNA 水平降低、m6A 峰增加。qRT - PCR、RIP 等实验表明 piR - 26441 通过 YTHDC1 降低 TSFM mRNA 稳定性,下调其蛋白表达。
  • piR - 26441 抑制 OC 细胞 OXPHOS 并激活 ROS 引发凋亡:因 TSFM 缺乏会降低 OXPHOS 复合物 I 和 IV 水平,研究推测 piR - 26441 可能影响线粒体功能。实验证实,piR - 26441 过表达下调 NDUFB8 表达,降低线粒体膜电位和氧消耗率,增加细胞内活性氧(ROS)水平,导致 DNA 损伤和细胞凋亡。且 piR - 26441 与线粒体呼吸链抑制剂二甲双胍具有协同作用。
  • piR - 26441 通过 YTHDC1/TSFM 信号轴抑制 OC 细胞生长:在 CAOV3 细胞中,敲低 YTHDC1 或过表达 TSFM 可消除 piR - 26441 过表达对细胞生长、凋亡、ROS 水平和 DNA 损伤的影响,表明 piR - 26441 通过该信号轴抑制 OC 细胞生长。
  • piR - 26441 过表达抑制 OC 体内生长和 PDOs 生长:裸鼠异种移植模型中,注射 ago - piR - 26441 的小鼠肿瘤形成慢、体积小;OC 类器官模型中,ago - piR - 26441 处理后类器官直径变小,氧消耗率降低,说明 piR - 26441 过表达抑制 OC 生长。

研究结论和讨论部分指出,卵巢癌代谢具有异质性,OXPHOS 是其重要代谢途径之一。piR - 26441 通过与 YTHDC1 相互作用,促进 TSFM 的 m6A 修饰,使其 mRNA 不稳定,降低蛋白水平,抑制线粒体呼吸,激活 ROS,引发 DNA 损伤和细胞凋亡,从而抑制卵巢癌发展。此外,piR - 26441 不仅影响线粒体 OXPHOS,还影响糖酵解和三羧酸循环(TCA),为理解肿瘤细胞代谢重塑提供了新视角。piR - 26441 作为天然肿瘤抑制因子,与线粒体呼吸链抑制剂联合使用,可能更有效地破坏卵巢癌细胞代谢功能。虽然目前距离临床应用还有很长的路要走,但该研究为卵巢癌的治疗提供了潜在的新靶点和策略,意义重大 。

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