肾透明细胞癌中膜联蛋白 A4 的多面角色：从细胞膜修复到肿瘤微环境塑造

《iScience》：Versatile roles of annexin A4 in clear cell renal cell carcinoma: Impact on membrane repair, transcriptional signatures, and composition of the tumor microenvironment

为探究膜联蛋白 A4（ANXA4）在肾透明细胞癌（ccRCC）中的作用，研究发现其影响膜修复、转录特征及肿瘤微环境，意义重大。

　　肾透明细胞癌（ccRCC）是肾脏最常见的恶性肿瘤，当它发生转移时，患者预后往往很差。在肿瘤的发展过程中，癌细胞的侵袭性生长与细胞膜受损密切相关，但目前对于 ccRCC 中质膜修复机制的了解还远远不够。而且，ccRCC 的预后评估和临床管理在很大程度上依赖于组织病理学肿瘤分期，虽然 “组学” 技术和免疫检查点阻断疗法已取得一定进展，但精准的分子分类和生物标志物仍未得到广泛应用。为了深入了解 ccRCC 的发病机制，寻找更有效的治疗靶点和预后标志物，德国弗莱堡大学医学院的研究人员开展了关于膜联蛋白 A4（ANXA4）在 ccRCC 中作用的研究。该研究成果发表在《iScience》杂志上，为 ccRCC 的研究和治疗开辟了新的方向。

研究人员运用了多种技术方法来开展此项研究。在数据挖掘方面，整合已有的蛋白质组学、单细胞 RNA 测序（scRNA - Seq）数据进行分析。在实验模型构建上，利用肾癌细胞系（如 A498、786 - O）和非癌性肾近端小管上皮细胞（RPTEC）构建 ANXA4 敲低、敲除及过表达细胞模型。同时，通过免疫荧光、免疫组化等实验技术，在细胞和组织水平探究 ANXA4 的表达和定位。还运用 mRNA 测序分析基因表达变化，利用机器学习算法对肿瘤组织的细胞组成进行分析。此外，研究中使用了来自 TCGA（The Cancer Genome Atlas）和 CPTAC（Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium）等队列的样本数据。

研究结果如下：

1. ANXA4 在 ccRCC 肿瘤细胞中高度特异性表达且亚细胞定位模式独特：通过蛋白质组学和 scRNA - Seq 数据分析发现，ANXA4 在 ccRCC 肿瘤细胞中显著富集，且在肿瘤细胞中的表达水平远高于正常肾组织。免疫荧光和免疫组化实验进一步证实，ANXA4 在肿瘤细胞的质膜和核膜均有分布，这种独特的亚细胞定位模式暗示其可能具有多种功能。
2. VHL 基因缺失促进肾癌细胞系中 ANXA4 的上调：研究发现，肾癌细胞系中 ANXA4 的表达水平与 VHL 基因状态密切相关。VHL 基因缺失或突变会导致 ANXA4 表达升高，且 ANXA4 蛋白水平并不影响 ccRCC 细胞系的增殖。
3. 膜应激调节 ANXA4 在 ccRCC 癌细胞中的亚细胞定位：在体外实验中，正常状态下 ANXA4 主要定位于细胞质，但在钙离子流入（如通过 Ionomycin 处理）、低渗环境或洋地黄皂苷透化处理等膜应激条件下，ANXA4 会迅速向质膜和核膜重新定位。在 ccRCC 患者样本中，进展期病例的 ANXA4 更倾向于膜定位，而非进展期病例中则更多定位于细胞核或核膜，这表明 ANXA4 的定位与肿瘤的进展相关。
4. ANXA4 与 ccRCC 肿瘤微环境特征相关：基于机器学习的细胞分割和细胞邻近分析表明，ANXA4 水平与 ccRCC 肿瘤微环境中的免疫细胞浸润和细胞外基质（ECM）沉积密切相关。ANXA4 低表达的肿瘤样本中，淋巴细胞浸润增加，ECM 成分（如胶原蛋白和层粘连蛋白）沉积增多。
5. ANXA4 缺失影响 ccRCC 癌细胞的转录特征：对 ANXA4 敲除的 A498 细胞进行 mRNA 测序分析，发现多个与 ECM 调节、免疫调节和上皮 - 间质转化（EMT）相关的基因表达发生改变。转录因子富集分析确定 ELF3 是 ANXA4 缺失条件下上调基因的关键转录因子。
6. ETS 转录因子 3 抑制侵袭和迁移表型：实验证实，ANXA4 敲除细胞中 ELF3 蛋白水平升高，且 ELF3 过表达会导致 A498 癌细胞的侵袭和迁移能力受损，这表明 ELF3 在抑制 ccRCC 细胞的侵袭性生长中发挥重要作用。

研究结论和讨论部分指出，ANXA4 在 ccRCC 中具有多种功能，其表达和定位与肿瘤的发生、发展密切相关。虽然以往研究表明多数膜联蛋白促进癌细胞增殖，但本研究发现 ANXA4 对 ccRCC 细胞增殖无显著影响，其作用可能因细胞类型和肿瘤环境而异。ANXA4 在膜修复中的作用可能有助于癌细胞在侵袭过程中应对膜损伤，同时它还通过调节转录特征影响肿瘤微环境的组成。然而，本研究也存在一定局限性，如主要依赖单一肾癌细胞系 A498，临床相关性分析主要基于回顾性数据等。未来研究需要进一步探讨 ANXA4 在体内的作用机制，以及如何将这些发现转化为临床治疗和诊断的新方法。总之，该研究为深入理解 ccRCC 的发病机制提供了重要线索，有望为开发更有效的治疗策略和预后评估方法奠定基础。