SNRPA上调通过增强线粒体功能驱动去势抵抗性前列腺癌恶性进展
《Cell Death & Disease》:SNRPA upregulation promotes mitochondrial function and drives CRPC aggressiveness
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时间:2025年12月08日
来源:Cell Death & Disease 9.6
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本研究针对去势抵抗性前列腺癌(CRPC)治疗靶点匮乏的临床难题,探讨了剪接因子SNRPA在CRPC中的功能。研究人员发现SNRPA在CRPC中显著高表达,并通过调控线粒体复合物I亚基NDUFB8/NDUFS9表达,增强氧化磷酸化(OXPHOS)和ATP生成,从而促进CRPC细胞增殖、迁移并抑制凋亡。体内实验证实靶向SNRPA可有效抑制肿瘤生长。该研究揭示了SNRPA作为CRPC新型治疗靶点的潜力,为代谢靶向治疗提供了新思路。
前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一,而其中去势抵抗性前列腺癌(CRPC)因其对传统内分泌治疗产生抵抗,成为临床治疗的主要挑战和患者死亡的重要原因。尽管近年来针对雄激素受体信号通路等的靶向药物取得了一定进展,但CRPC的异质性和耐药性依然突出,亟需探索新的分子靶点和治疗策略。
在此背景下,剪接体核心组分小核核糖核蛋白多肽A(SNRPA)引起了研究人员的注意。SNRPA作为U1 snRNP(小核核糖核蛋白)复合体的关键部分,在信使RNA前体(pre-mRNA)的剪接过程中扮演着重要角色,其异常表达与多种肿瘤的发生发展相关,但其在CRPC中的具体作用和机制尚不明确。为了解决CRPC治疗靶点匮乏的问题,并探究SNRPA是否在CRPC恶性进展中发挥关键作用,刘小龙、金璐、杨永强、陆美花和薛博欣研究团队在《Cell Death & Disease》上发表了他们的最新研究成果。
为开展此项研究,研究人员综合运用了生物信息学分析、临床样本验证、细胞模型(包括原代CRPC细胞和上皮细胞)构建(通过shRNA敲低、CRISPR/Cas9敲除和过表达技术)、以及裸鼠异种移植瘤模型等关键技术方法。临床样本队列包括来自合作医院的CRPC和去势敏感性前列腺癌(CSPC)患者组织。
研究人员首先利用癌症基因组图谱(TCGA)前列腺癌数据集进行生物信息学分析,发现SNRPA在前列腺癌组织中的表达显著高于正常组织,且其高表达与患者更短的无进展生存期(PFS)显著相关。单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据进一步显示,SNRPA在前列腺癌上皮细胞中表达上调,尤其在高级别肿瘤中更为明显。基因集富集分析(GSEA)提示SNRPA高表达与氧化磷酸化(OXPHOS)、MYC靶标等通路富集相关。
为了验证生物信息学发现,研究团队检测了临床CRPC组织样本和原代培养的CRPC细胞。结果一致表明,与癌旁正常组织或原代前列腺上皮细胞相比,CRPC组织和细胞中SNRPA的mRNA和蛋白水平均显著升高,提示SNRPA可能与CRPC的恶性表型相关。
为了探究SNRPA的功能,研究人员在原代CRPC细胞中通过shRNA敲低或CRISPR/Cas9敲除SNRPA。结果表明,SNRPA的缺失显著抑制了CRPC细胞的增殖、集落形成、迁移和侵袭能力,并诱导了细胞凋亡,表现为Caspase-3/-9活性升高、PARP-1切割增加以及TUNEL和Annexin V阳性细胞比例上升。重要的是,这种效应具有选择性,因为在非癌性的原代前列腺上皮细胞中敲低SNRPA并未引起明显的细胞毒性或凋亡。
相反,在CRPC细胞中过表达SNRPA则增强了细胞的增殖、迁移和侵袭能力,进一步证实了SNRPA对CRPC细胞恶性行为的驱动作用。
机制探索是本研究的核心。研究人员发现,SNRPA的缺失会导致线粒体复合物I活性降低、ATP合成减少、线粒体膜电位下降,同时活性氧(ROS)水平升高、谷胱甘肽(GSH)/氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值下降以及脂质过氧化增加,表明SNRPA缺失引起了严重的线粒体功能障碍和氧化应激。进一步研究发现,SNRPA调控了线粒体复合物I的关键亚基NDUFB8和NDUFS9的表达。SNRPA缺失导致NDUFB8和NDUFS9表达下调,而过表达SNRPA则上调其表达。补充ATP或抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)能够部分挽救SNRPA敲低引起的细胞活力下降和死亡,而过表达NDUFB8/NDUFS9也能逆转SNRPA敲低导致的ATP减少、增殖抑制和凋亡增加,说明SNRPA主要通过调控NDUFB8/NDUFS9影响线粒体OXPHOS和ATP合成,进而影响CRPC细胞的存活和增殖。此外,与CSPC组织相比,CRPC组织中SNRPA、NDUFB8、NDUFS9的表达以及ATP水平和线粒体DNA(mtDNA)含量均更高,提示该通路在CRPC中可能被特异性激活。
最后,研究团队在裸鼠皮下移植瘤模型中验证了上述发现。与体外实验结果一致,敲低SNRPA能够显著抑制CRPC细胞来源的移植瘤的生长。对瘤体组织的分析显示,SNRPA敲低组的肿瘤增殖标志物Ki-67表达降低,凋亡细胞增多,同时伴有ATP水平下降、氧化应激指标恶化以及NDUFB8/NDUFS9表达下调,充分证明了靶向SNRPA在体内的抗肿瘤效果。
本研究通过系统的实验验证,揭示了SNRPA在CRPC中扮演的关键致癌角色。SNRPA通过上调线粒体复合物I亚基NDUFB8和NDUFS9的表达,增强线粒体OXPHOS功能和ATP生成,从而满足CRPC细胞快速增殖的能量需求,并抑制凋亡,最终驱动CRPC的恶性进展。该研究不仅深化了对CRPC代谢重编程的理解,更重要的是,首次将剪接因子SNRPA与线粒体能量代谢联系起来,为CRPC的治疗提供了一个潜在的新靶点。针对SNRPA或其下游代谢通路的干预,有望成为克服CRPC治疗抵抗的新策略,具有重要的临床转化价值。
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