新发现！肝癌线粒体 ND6基因突变影响呼吸链复合体 I 功能

肝细胞癌（HCC）治疗手段有限，预后不佳。研究人员针对一特殊 HCC 患者，分析其肿瘤和远端组织，发现线粒体 ND6基因突变。该突变影响呼吸链复合体 I 稳定性和活性，为 HCC 治疗提供新靶点，有望推动新疗法研发。

　　肝癌，作为肝脏最常见的恶性肿瘤，每年都无情地夺走约 80 万人的生命，严重威胁着人类的健康。在众多诱发肝癌的因素中，乙肝病毒（HBV）、丙肝病毒（HCV）感染以及长期酗酒等导致的肝硬化最为常见，它们是肝癌发生发展的重要 “帮凶” 。然而，目前针对肝癌的治疗选择却十分有限。由于患者常伴有基础疾病，肝癌的病情复杂多样，不同患者的病因也各不相同，使得确定最佳治疗方案困难重重，这也导致肝癌患者的预后情况普遍不理想。

在这样严峻的背景下，来自意大利乌迪内大学、波兰科学院等多个研究机构的研究人员挺身而出，勇敢地向肝癌发起挑战。他们开展了一项极具意义的研究，试图揭开肝癌发生发展的神秘面纱，为肝癌的治疗开辟新的道路。最终，他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上，给肝癌的研究和治疗带来了新的希望。

研究人员为了深入探究肝癌的发病机制，对一位 68 岁的特殊肝癌患者进行了细致入微的研究。这位患者没有酗酒史，HBV 和 HCV 检测均为阴性，却患上了肝癌。研究人员获取了他的肿瘤组织和远端正常组织样本，利用全外显子测序和线粒体 DNA（mtDNA）测序技术，全面分析样本中的基因变异情况。在分析过程中，他们有了惊人的发现：肿瘤组织的 mtDNA 中，编码 NADH 脱氢酶亚基 6（ND₆）的基因出现了一种从未被报道过的新突变。这种突变导致 ND₆蛋白的 C 端缺失了 50% 的氨基酸序列，产生了截短形式的 ΔND₆蛋白。

为了进一步了解 ΔND₆蛋白对细胞功能的影响，研究人员运用蛋白质印迹分析技术，检测了 ΔND₆蛋白的表达情况。结果发现，在肿瘤组织中，ΔND₆蛋白确实存在。接着，他们又通过蓝绿温和胶电泳（BN-PAGE）和复合体 I 活性检测实验，研究了 ΔND₆蛋白对呼吸链复合体 I 稳定性和活性的影响。令人惊讶的是，实验结果表明，ΔND₆蛋白的表达显著降低了呼吸链复合体 I 的稳定性和活性，而对呼吸链其他复合体的水平却没有明显影响。

为了从分子层面解释这一现象，研究人员借助分子动力学模拟技术，对 ND₆蛋白的结构变化进行了深入分析。模拟结果显示，ΔND₆蛋白的 N 端区域运动幅度增大，其结构变得更加紧凑，并且失去了约四分之一的原始分子接触。这些变化导致了 ΔND₆蛋白发生构象重排，进而影响了呼吸链复合体 I 的稳定性和活性。

此外，研究人员还通过对呼吸链复合体 I 亚基的表达和组成进行分析，发现肿瘤组织中核编码的亚基表达减少，而线粒体编码的部分亚基表达增加或不变。这一结果表明，ΔND₆蛋白的存在干扰了呼吸链复合体 I 的组装过程，使得肿瘤组织中的呼吸链复合体 I 无法像正常组织那样稳定地组装和发挥功能。

在本次研究中，研究人员使用了多种关键技术方法。首先是样本采集，获取了来自意大利乌迪内大学附属医院的肝癌患者的肿瘤及远端正常组织样本。其次是基因测序技术，包括全外显子测序和 mtDNA 测序，用于检测基因变异。蛋白质印迹分析技术被用于检测蛋白表达情况。还有 BN-PAGE 和复合体 I 活性检测，来评估呼吸链复合体 I 的稳定性和活性，分子动力学模拟则从分子层面分析蛋白结构变化。

研究结果如下：

• 基因特征：对肝癌患者组织进行基因分析，发现患者基因组 DNA 存在多种突变，但未确定特异性致癌突变。mtDNA 测序显示，肿瘤 mtDNA 有特定改变，COI 和 ND₆基因的异质性水平较高，其中 ND₆基因的 m.14423 A>- 突变（导致 m.14425 C > T）此前未被报道。
• 复合体 I 稳定性和活性：通过蛋白质印迹分析证实肿瘤组织中存在 ΔND₆蛋白。BN-PAGE 和密度分析表明，ΔND₆蛋白表达使肿瘤组织中呼吸链复合体 I 的稳定性显著降低（比远端组织减少 56% ± 6.5%），且其活性也明显下降（比远端组织降低 55% ± 14%），而对复合体 III 和 V 的水平无显著影响。
• 分子动力学模拟：模拟结果显示，ΔND₆蛋白 N 端区域运动增加，结构更紧凑，失去约四分之一原始分子接触，发生构象重排，形成相对稳定的非天然结构，影响呼吸链复合体 I 的稳定性。
• 复合体 I 的组装：对呼吸链复合体 I 亚基的分析发现，肿瘤组织中核编码的亚基表达减少，线粒体编码的部分亚基表达增加或不变。2D Blue Native/SDS-PAGE 分析显示，携带 ΔND₆蛋白的患者肿瘤组织中，呼吸链复合体 I 中属于 P 和 Q 模块的亚基含量显著降低，表明肿瘤组织中的呼吸链复合体 I 组装不稳定。

研究结论和讨论部分指出，本次研究首次鉴定出肝癌中线粒体 ND₆基因的新突变，该突变产生的 ΔND₆蛋白对呼吸链复合体 I 的稳定性、活性和组装均产生负面影响。这揭示了 ND₆蛋白在呼吸链复合体 I 的组装和功能维持中起着关键作用。此外，研究还发现该突变与肿瘤转移并无关联，提示 ND₆基因可能属于 “oncojanus 基因”，即根据突变负荷和类型不同，对肿瘤进展产生不同影响。这一研究成果为肝癌的治疗提供了新的潜在靶点，未来有望基于此开发出针对 ND₆的新型治疗方法，干扰肿瘤细胞的氧化磷酸化过程，进而抑制肿瘤的发展，为肝癌患者带来新的希望。