通过转录组和蛋白质组分析揭示 Birt-Hogg-Dubé 综合征细胞模型中 FLCN 的肿瘤抑制活性

《Oncogene》：Characterizing the tumor suppressor activity of FLCN in Birt-Hogg-Dubé syndrome cell models through transcriptomic and proteomic analysis

Birt-Hogg-Dubé 综合征（BHD）患者易患多种肾癌，但致癌机制不明。研究人员以人近端肾小管（HK2）细胞和秀丽隐杆线虫为研究对象，通过转录组和蛋白质组分析，发现长期敲低 FLCN 会增加肿瘤发生，该研究为理解 BHD 致癌机制提供依据。

　　在医学研究的神秘世界里，有一种名为 Birt-Hogg-Dubé 综合征（BHD）的病症一直困扰着科学家们。BHD 患者如同被癌症 “盯上” 一般，对所有肾肿瘤亚型都格外易感。然而，其背后的致癌机制却像一团迷雾，模糊不清。这一未知不仅阻碍了对疾病的深入理解，更使得针对性治疗手段的研发举步维艰。为了揭开这层神秘面纱，来自 Cardiff University、University of Vermont、McGill University 等多个研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Oncogene》杂志上，为攻克这一难题带来了新的曙光。

研究人员深知，要想深入了解 BHD 的致癌机制，必须找到合适的研究对象。于是，他们将目光聚焦在人近端肾小管（HK2）细胞上，因为这种细胞被认为是 BHD 肿瘤形成的起源细胞。同时，他们还引入了秀丽隐杆线虫作为辅助研究模型。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。转录组分析能够全面检测细胞中基因表达的变化，从而揭示与疾病相关的基因调控网络；蛋白质组分析则专注于蛋白质水平的变化，帮助了解蛋白质之间的相互作用以及它们在疾病发生中的功能；此外，通过敲低特定基因（如 FLCN）来观察细胞的变化，也是研究其功能的重要手段。

研究结果丰富而具有启发性。首先，长期敲低 FLCN 增加肿瘤发生。研究人员模拟 BHD 患者肾脏细胞中 FLCN 的长期单倍体不足，分别对 HK2 细胞进行短期（<2 个月）和长期（1 年）的 FLCN 敲低处理。在软琼脂实验和非贴壁条件下的细胞培养实验中发现，短期敲低 FLCN 对细胞集落形成和球状体生长影响较小，而长期敲低则显著促进了肿瘤的发生，形成了更大的集落和球状体。

其次，FLCN 敲低随时间显著改变转录组谱，表现为细胞周期基因的富集。转录组分析显示，长期敲低 FLCN 后，大量基因的表达发生变化，其中与细胞周期调控相关的基因显著富集。特别是在 E2F 调控的基因中，CCND1、TP53 等基因的表达变化尤为突出。同时，多种与 BHD 相关的信号通路也受到影响，如 HIF1A、TGFβ-SMAD 等信号通路的改变，进一步揭示了 FLCN 在细胞代谢和肿瘤发生中的重要作用。

然后，研究发现 FLCN 与细胞周期和 DNA 损伤反应（DDR）的成分相互作用。通过质谱分析，研究人员鉴定出 603 种潜在的 FLCN 结合蛋白，这些蛋白参与蛋白质折叠、细胞周期和 DNA 修复等过程。其中，DNA 依赖性蛋白激酶（DNA-PK）与 FLCN 的相互作用尤为关键。进一步实验证实，DNA-PK 与 FLCN 之间存在特异性结合，且这种结合在受到辐射后会发生变化，表明 FLCN 与 DNA-PK 的相互作用受到 DNA 损伤的调节。

最后，细胞周期进程在长期 FLCN 缺失后失调。敲低 FLCN 导致 γH2AX（H2AX 磷酸化在 Ser139 位点）表达升高，且在 DNA 损伤后，FLCN 敲低细胞中 CCND1 蛋白表达异常升高，RB1 磷酸化增加，这表明细胞周期检查点的控制可能受到损害。在秀丽隐杆线虫模型中也观察到，敲低 Flcn 后，线虫在 DNA 损伤后的细胞周期停滞出现缺陷，进一步支持了 FLCN 在细胞周期调控中的重要作用。

综合研究结论和讨论部分，该研究揭示了 FLCN 在 BHD 肿瘤发生中的关键作用。长期 FLCN 缺失会导致细胞周期缺陷，这可能是 BHD 患者患癌风险增加的重要原因。同时，研究还发现了 FLCN 与 DNA-PK 之间的新相互作用，为理解 BHD 致癌机制提供了新的视角。尽管研究存在一定局限性，如细胞系数据仅基于 HK2 细胞，但结合秀丽隐杆线虫模型的研究结果，依然为后续研究指明了方向。未来，进一步在更多细胞模型和系统中开展研究，有望更全面地揭示 BHD 的致癌机制，为开发针对性的治疗策略提供坚实的理论基础。