《重大发现!HIF2α 通过调控 MCJ 及 prolegumain 分泌驱动 ccRCC 转移,为肾癌诊疗带来新希望

【字体: 时间:2025年02月14日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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   为探究 HIF2α 在透明细胞肾细胞癌(ccRCC)中的作用及机制,研究人员开展相关研究。结果发现 HIF2α 可转录激活 MCJ,促进 prolegumain 分泌,推动 ccRCC 转移。该研究为 ccRCC 诊疗提供新思路,意义重大。

  肾癌,作为一种常见的泌尿系统恶性肿瘤,严重威胁着人们的健康。其中,透明细胞肾细胞癌(ccRCC)更是占比颇高。目前,虽然对于局限性 ccRCC 患者而言,治愈的希望较大,可一旦病情发展至转移阶段,患者的 5 年生存率便会急剧下降,情况十分不乐观。而且,现有的针对 ccRCC 的治疗手段存在诸多局限,比如 HIF2α 抑制剂在临床应用中就面临着重重挑战 。因此,迫切需要寻找全新的治疗靶点,为转移性 ccRCC 的早期检测和有效治疗开辟新的道路。
在这样的背景下,南开大学医学院等研究机构的研究人员展开了深入的探索。他们的研究聚焦于 HIF2α 在 ccRCC 中的作用机制,经过一系列复杂而严谨的实验,最终发现 HIF2α 能够通过转录激活甲基化控制的 J 蛋白(MCJ),进而增强 prolegumain 的分泌,这一过程在 ccRCC 的转移中发挥着关键作用。这一发现意义非凡,不仅加深了人们对 ccRCC 发病机制的理解,更为转移性 ccRCC 的治疗提供了极具潜力的新靶点和新策略。相关研究成果发表在《Cell Death and Disease》上。

研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。在样本方面,收集了天津医科大学第二附属医院 ccRCC 患者的肾脏组织样本,以及 ccRCC 患者和健康个体的血液、尿液样本。技术上,利用 RNA 测序分析基因表达差异;通过染色质免疫沉淀(ChIP)确定蛋白与 DNA 的结合;采用荧光素酶报告基因实验验证转录调控;运用质谱分析鉴定氧化位点等,这些技术为研究结论的得出提供了有力支撑。

下面来看具体的研究结果:

  • 尿中 legumain 水平与 ccRCC 转移状态正相关:研究人员收集了 ccRCC 患者的肿瘤和相邻肾脏组织样本,对比发现肿瘤组织中 prolegumain 增加、成熟 legumain 减少。进一步检测血清和尿液样本后发现,虽然血清中 legumain 水平在不同人群间差异不显著,但尿中 legumain 水平在转移性 ccRCC 患者中明显更高,且与疾病分期、淋巴结或远端转移频率呈正相关 ,表明其可能是 ccRCC 转移的潜在生物标志物。
  • HIF2α 促进 ccRCC 细胞中 prolegumain 的细胞外分泌:通过免疫组化(IHC)染色发现,ccRCC 肿瘤组织中 HIF2α 表达增加且发生核易位,同时 legumain 表达减少。在不同 ccRCC 细胞系中也观察到类似现象,建立 HIF2α 沉默的稳定细胞系后发现,HIF2α 下调会使细胞内 legumain 水平增加,上清液中 prolegumain 水平降低,说明 HIF2α 有助于 ccRCC 中 legumain 的分泌。
  • MCJ 介导 HIF2α 对 Legumain 分泌的诱导作用:研究发现维生素 C 或 MitoQ 可抑制 prolegumain 分泌,通过对基因数据集分析发现 MCJ 是 HIF2α 的下游靶基因。ChIP-qPCR 等实验证实 HIF2α 可结合到 MCJ 基因启动子区域,荧光素酶实验表明 HIF2α 过表达能增强 MCJ 基因转录活性。沉默 MCJ 可抑制 legumain 分泌,而过表达 MCJ 则能恢复被 HIF2α 下调抑制的 legumain 分泌,说明 HIF2α 通过转录上调 MCJ 来促进 legumain 分泌。
  • HIF2α/MCJ 激活导致过量 ROS 积累:MCJ 作为线粒体功能的负调节因子,研究人员通过透射电镜、检测 ATP 水平、GSSG/GSH 比值以及使用 MitoSOX 和 DHE 染色等方法发现,沉默 HIF2α 或 MCJ 可减轻线粒体损伤、增加 ATP 水平、降低 GSH 氧化程度、减少 ROS 积累,而过表达 MCJ 则会逆转这些变化,表明 MCJ 在 HIF2α 诱导下促进氧化应激和 ROS 过量积累。
  • His343 氧化位点促进 ccRCC 中 legumain 的分泌:对细胞裂解物进行凝胶电泳和质谱分析,确定了 legumain 的氧化位点。构建氧化位点突变体并在 786-O 细胞中过表达,发现只有 His343 突变体抑制 legumain 分泌,说明 His343 氧化位点介导了 ROS 积累诱导的 legumain 分泌。
  • 分泌的 legumain 激活 MMP2 并促进肿瘤侵袭和血管生成:实验表明,沉默 legumain 会阻断 pro-MMP2 的裂解和成熟,沉默 HIF2α 或 MCJ 可恢复 MMP-2 的裂解,ROS 清除剂也能抑制 MMP2 的裂解。Transwell 侵袭实验和管形成实验发现,沉默 HIF2α 或 MCJ 可降低肿瘤细胞侵袭能力、减少血管生成,过表达 MCJ 则会抵消这种抑制作用。在体内实验中,沉默 MCJ 或给予 MitoQ 可抑制 ccRCC 肿瘤生长和肺转移,减少 legumain 分泌,表明调节氧化还原环境和 ROS 水平可影响 ccRCC 进展和转移。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:在 ccRCC 中,HIF2α 启动 MCJ 的表达,进而导致 legumain 分泌增加。临床上,尿中 legumain 水平有可能作为 ccRCC 的潜在早期诊断生物标志物 。此外,靶向 MCJ 抑制 legumain 分泌或增强活性氧(ROS)的清除,为转移性 ccRCC 的治疗提供了极具前景的策略。

在讨论部分,研究人员指出 ccRCC 大多源于 VHL 基因的持续失活突变,HIF2α 及其下游分子在肿瘤发展中起着重要作用。虽然针对 HIF2α 的研究取得了一定进展,但全面了解其在转移性 ccRCC 中的功能轴对实现最佳治疗效果至关重要。legumain 在肿瘤中的作用复杂,其在 ccRCC 中的表达和功能具有独特性,且其分泌和活性受到多种因素调节,包括氧化位点的修饰。而 MCJ 作为 HIF2α 的下游分子,在 ccRCC 线粒体功能调节和肿瘤发展中扮演关键角色。这些发现进一步丰富了人们对 ccRCC 发病机制的认识,为未来的临床治疗提供了重要的理论依据和潜在的治疗靶点,有望推动 ccRCC 诊疗技术的进一步发展,为众多患者带来新的希望。

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