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为探究 BAP1 在肝癌（HCC）中的作用，香港大学玛丽医院的研究人员开展相关研究，发现 BAP1 核定位缺失促进 HCC 转移。该研究揭示了 BAP1 的调控机制，为肝癌治疗提供潜在靶点，极具科研价值，推荐一读。
肝癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）是全球范围内常见的恶性肿瘤，在癌症发病率和死亡率排行榜上都 “名列前茅”，分别位居第六和第三。它就像一个隐藏在暗处的 “健康杀手”，严重威胁着人们的生命健康。尽管肝癌如此 “猖獗”，但它的致癌分子机制却如同一个神秘的迷宫，复杂多样，让人难以捉摸。
在众多与癌症相关的研究中，有一种名为 BRCA1 相关蛋白 1（BAP1）的去泛素化酶逐渐进入了科学家们的视野。BAP1 属于泛素 C 末端水解酶（UCH）超家族，它的 “工作地点” 在 3 号染色体的 3p21.3 区域。BAP1 蛋白就像一个 “分子管家”，由 729 个氨基酸组成，其 N 端的 UCH 结构域赋予它硫醇依赖的去泛素化酶（DUB）活性，能够调节蛋白质的稳定性和细胞信号传导。而且，它的 C 端有许多 “小挂钩”，可以和 OGT、FOXK1、FOXK2 等多种蛋白质相互作用，形成不同的 “工作小组”，在不同的细胞环境下发挥作用，参与染色质调控、基因转录等重要细胞活动。更重要的是，BAP1 的 C 端有两个核定位信号（NLS）结构域，这意味着细胞核是它发挥关键作用的 “主战场”，核定位对于它行使肿瘤抑制功能至关重要。
不过，BAP1 在癌症发展过程中的角色却充满争议。在一些癌症里，比如葡萄膜黑色素瘤和间皮瘤，它扮演着 “抗癌卫士” 的角色，努力抑制肿瘤生长；但在食管癌中，它却 “倒戈”，促进癌细胞增殖。而在肝癌领域，BAP1 的作用更是像一团迷雾，模糊不清。为了揭开这团迷雾，香港大学玛丽医院的研究人员进行了深入探索，并在《Cell Death & Disease》期刊上发表了题为 “Loss of nuclear BAP1 promotes hepatocellular carcinoma metastasis through downregulating RHOJ” 的论文。研究发现，BAP1 在肝癌中的表达、定位、功能及转录调控机制十分复杂，而且核定位的 BAP1 缺失会让肝癌细胞变得更加 “活跃”，促进癌细胞迁移和肿瘤恶化。这一发现为理解肝癌的发病机制提供了新的线索，也为未来肝癌的治疗指明了潜在的方向。
研究人员在探索 BAP1 奥秘的过程中，使用了多种先进的技术方法。他们运用 RNA 测序技术，就像给细胞的基因表达情况拍了一张 “高清照片”，全面了解基因的表达变化；通过免疫组化技术，能够精准地 “标记” 出 BAP1 蛋白在组织中的位置和表达量；借助细胞分馏和免疫荧光分析，进一步明确 BAP1 蛋白在细胞内不同区域的分布情况；利用转录组测序技术，在众多基因中 “大海捞针”，寻找 BAP1 下游的目标基因；还采用了 GST-pull down、免疫共沉淀等技术，来验证蛋白质之间的相互作用。这些技术相互配合，成为研究人员解开 BAP1 谜团的有力 “武器”。
下面，让我们一起深入了解一下研究人员的重要发现。
1. 人类肝癌中 BAP1 mRNA 表达上调
研究人员首先对来自 TCGA-LIHC 数据库和自己实验室的 RNA 测序队列数据进行分析，发现肝癌组织中 BAP1 的 mRNA 水平显著升高，就像一个被不断打气的气球，越来越 “膨胀”。随后，他们又通过 qRT-PCR 技术，在香港大学玛丽医院的 124 例肝癌病例队列中进一步验证了这一结果。而且，BAP1 mRNA 的过表达与肝癌更具侵袭性的行为紧密相关，比如肿瘤没有包膜、出现肿瘤微卫星形成（这是肝癌肝内转移的一个重要特征）。同时，随着肝癌病情从早期发展到晚期，BAP1 mRNA 的表达也在不断上升，并且它的高表达还预示着患者的总体生存率较差。这些发现与以往认为 BAP1 是肿瘤抑制因子的观点相悖，让研究人员意识到，BAP1 在肝癌中的角色远比想象中复杂，需要进一步深入研究。
2. 人类肝癌中细胞质 BAP1 蛋白过表达
为了搞清楚 BAP1 蛋白在肝癌中的表达和定位情况，研究人员对 48 对肝癌及相应的非肿瘤肝组织样本进行了免疫组化分析。结果令人惊讶，就像原本应该在 “司令部”（细胞核）指挥作战的将军，却跑到了 “前线”（细胞质）。在许多肝癌患者的肿瘤细胞中，BAP1 蛋白主要出现在细胞质中，细胞核里几乎看不到它的身影。研究人员还检查了 BAP1 基因的突变情况，发现突变率很低，这表明 BAP1 蛋白的异常定位并不是由基因突变引起的。
在肝癌细胞系的研究中，研究人员发现 BAP1 蛋白在多种细胞系中都有表达，但定位却有所不同。在 HepG2 细胞中，BAP1 主要定位于细胞核；而在 PLC/PRF/5 和 Huh7 细胞中，它既存在于细胞核，也存在于细胞质。这一系列结果说明，BAP1 在肝癌中的表达和定位存在差异，而且这种差异与基因突变无关，背后一定还有其他神秘的调控机制在起作用。
3. 细胞核 BAP1 蛋白缺失增强肝癌转移
研究人员发现 HepG2 细胞中 BAP1 主要在细胞核表达，于是他们通过实验敲低了 HepG2 细胞中的 BAP1 蛋白表达。神奇的事情发生了，原本 “安分守己” 的癌细胞变得异常活跃，细胞迁移能力显著增强，就像被解开了束缚的 “小怪兽”。而在主要表达细胞质 BAP1 的 PLC/PRF/5 和 Huh7 细胞中，敲低 BAP1 并没有对细胞迁移能力产生明显影响。
为了进一步验证细胞核 BAP1 在肝癌中的功能，研究人员建立了原位肝注射小鼠模型。他们将标记了荧光素酶的 shNTC 或 shBAP1 HepG2 细胞接种到裸鼠肝脏左叶，观察肿瘤的生长和转移情况。结果发现，敲低 BAP1 的细胞在小鼠体内促进了肝内肿瘤转移，肿瘤出现了更多不规则边界、频繁的肿瘤微卫星形成和静脉侵犯。这一系列实验表明，细胞核 BAP1 蛋白的缺失会让肝癌细胞的转移能力大大增强，对肿瘤的发展产生了重要影响。
4. 转录组测序确定 RHOJ 是 BAP1 表达抑制的潜在下游靶点
BAP1 参与基因转录调控，研究人员为了找到它的下游靶点，对敲低 BAP1 的 HepG2 细胞进行了转录组测序。这就好比在一个庞大的基因 “图书馆” 里，找出那些因为 BAP1 缺失而发生变化的 “书籍”（基因）。结果发现，有许多基因的表达发生了改变，其中 RHOJ 引起了他们的注意。RHOJ 属于 Rho 蛋白家族，之前的研究发现它与癌症转移密切相关。
研究人员进一步验证 RHOJ 的作用，他们在 HepG2 细胞中过表达 RHOJ，结果发现细胞迁移能力受到抑制，就像给活跃的癌细胞踩了一脚 “刹车”。而且，在 BAP1 敲低的 HepG2 细胞中恢复 RHOJ 的表达，能够显著消除细胞迁移能力的增加。这一系列实验表明，BAP1 可能通过调节 RHOJ 的表达来影响肝癌细胞的迁移能力，RHOJ 是 BAP1 下游一个重要的潜在靶点。
5. OGT 与 BAP1 物理结合并维持 HCC 细胞中 BAP1 的核定位
研究人员想知道哪些蛋白质能够影响细胞核 BAP1 的稳定性，于是进行了 GST-pull down 实验和质谱分析。经过一番 “地毯式搜索”，他们发现 O-linked N - 乙酰葡糖胺（GlcNAc）转移酶（OGT）可能是关键蛋白。通过进一步实验，他们证实了 BAP1 和 OGT 之间存在直接相互作用。
研究人员还发现，在肝癌细胞中，过表达 OGT 会降低 BAP1 蛋白水平，而敲低 OGT 则会使 BAP1 蛋白水平升高。奇怪的是，他们并没有检测到 BAP1 的 O-GlcNAc 修饰，这表明 BAP1 在肝癌细胞中的核定位缺失与 OGT 的 O-GlcNAc 活性无关，但又确实和 OGT 有着千丝万缕的联系。看来，OGT 就像一个神秘的 “幕后操纵者”，通过某种未知的方式影响着 BAP1 在细胞核中的稳定性和定位。
6. BAP1 和 OGT 都受肝癌中 NRF1 和 CTCF 的转录调控
虽然知道 BAP1 和 OGT 在肝癌中都有异常表达，但它们的转录调控机制一直是个谜。研究人员通过分析 ChIP 测序数据和预测转录因子结合位点，发现 CTCF 和 NRF1 这两个转录因子可能是解开谜团的关键。
为了验证这一猜测，他们构建了多种 BAP1 和 OGT 启动子的突变体，并进行了荧光素酶报告基因实验。结果显示，当突变 CTCF 和 NRF1 的结合位点时，BAP1 和 OGT 的启动子活性显著降低。此外，无论是单独敲低 CTCF、NRF1，还是同时敲低两者，都会导致 BAP1 和 OGT 在 mRNA 和蛋白水平上的表达下降。ChIP qRT-PCR 实验也证实了 CTCF 和 NRF1 能够与 BAP1 和 OGT 的启动子结合。这些结果表明，CTCF 和 NRF1 就像两个 “指挥官”，在肝癌中积极调控着 BAP1 和 OGT 的转录活动。
综合整个研究，研究人员发现 BAP1 在肝癌中的作用十分复杂。它在 mRNA 水平上的上调与肝癌的侵袭性和患者不良预后相关，而 BAP1 蛋白在细胞质中的异常定位，尤其是细胞核 BAP1 的缺失，会促进肝癌细胞的迁移和转移。研究还揭示了 BAP1 的转录受 CTCF 和 NRF1 的正向调控，同时 OGT 作为一个负调节因子，通过与 BAP1 的相互作用影响其在细胞核中的稳定性和定位。
这项研究意义重大，它就像一把钥匙，为我们打开了理解肝癌发病机制的新大门。以往我们对肝癌的认识存在许多空白，尤其是 BAP1 在其中的作用，而这次的研究成果填补了这些空白，让我们对肝癌的发生发展过程有了更深入的理解。而且，研究中发现的 BAP1、OGT、CTCF、NRF1 和 RHOJ 之间的关系，为未来开发针对肝癌的新治疗策略提供了宝贵的潜在靶点。也许在不久的将来，科学家们就能根据这些发现，研发出更有效的药物，精准地打击肝癌细胞，为肝癌患者带来新的希望，让他们不再受这个 “健康杀手” 的威胁。
