Hedgehog信号通路调控的lncRNA HOTTIP通过HUWE1介导的p53泛素化降解驱动结直肠癌进展

本研究针对Hedgehog(Hh)信号通路异常激活促进结直肠癌恶性进展的分子机制这一关键科学问题，通过多组学分析发现lncRNA HOTTIP是Hh通路的新型效应分子。研究人员证实HOTTIP通过结合E3泛素连接酶HUWE1促进p53的泛素化降解，从而解除p53对细胞增殖的抑制作用。该研究不仅揭示了Hh-HOTTIP-p53信号轴在结直肠癌中的关键作用，还为开发靶向HOTTIP的结直肠癌治疗策略提供了理论依据。研究成果发表于《Cell Death and Disease》。

　　

在消化道肿瘤中，Hedgehog(Hh)信号通路的异常激活与肿瘤发生发展密切相关，但其下游效应分子及作用机制尚未完全阐明。尤其值得注意的是，超过50%的结直肠癌存在p53功能缺失，而传统认知中p53主要受MDM2调控，其他调控方式特别是非编码RNA的参与机制仍属研究空白。南昌大学的研究团队通过整合临床样本分析、基因编辑技术和类器官模型，首次揭示长链非编码RNA HOTTIP作为Hh通路的新型效应分子，通过独特的"RNA-蛋白质支架"机制促进p53降解，为结直肠癌治疗提供了潜在新靶点。该研究成果发表于《Cell Death and Disease》2025年第16卷。

研究采用CRISPR/Cas9构建HOTTIP基因敲除细胞系，通过RNA-pulldown联合质谱技术鉴定HUWE1相互作用，利用AOM/DSS诱导的小鼠结直肠癌模型和120对临床样本验证临床相关性。关键技术包括：单细胞RNA测序分析肿瘤微环境异质性、染色质免疫沉淀(ChIP)验证GLI2转录调控、患者来源类器官(PDO)培养评估药物敏感性，以及 ubiquitination assay检测p53泛素化水平。

HOTTIP是GLI2的直接靶基因
通过RNA-seq筛选发现13个Hh通路调控的lncRNA，其中HOTTIP启动子区存在保守的GLI结合位点(GBS)。双荧光素酶报告系统证实GBS3是GLI2激活HOTTIP转录的关键位点，染色质免疫沉淀进一步验证了GLI2与HOTTIP启动子的直接结合。

HOTTIP过表达促进结直肠癌细胞增殖
在HCT116细胞中过表达HOTTIP可抵抗GLI抑制剂GANT61的增殖抑制作用：EdU阳性细胞比例增加2.3倍(P<0.01)，克隆形成能力提升68%。细胞周期分析显示HOTTIP促使G1期细胞减少32%，S期细胞增加45%，表明其通过促进G1/S期转换驱动增殖。

HOTTIP通过HUWE1促进p53降解
RNA-pulldown联合质谱鉴定出E3泛素连接酶HUWE1是HOTTIP的结合蛋白。免疫共沉淀证实HUWE1-p53相互作用，而HOTTIP过表达使p53蛋白半衰期从8小时缩短至3小时。机制上，HOTTIP作为分子支架增强HUWE1对p53的泛素化修饰，且该过程不依赖MDM2。

动物模型验证促癌功能
在AOM/DSS诱导的小鼠模型中，肠上皮特异性过表达Hottip使肿瘤数量增加3.2倍(P<0.001)，肿瘤直径增大58%。免疫组化显示Ki-67⁺细胞比例升高2.1倍，同时伴随p53/p21信号抑制。患者来源类器官实验证实，HOTTIP过表达使ATP活性提升82%，且该效应可被p53过表达逆转。

临床相关性分析
120例结直肠癌样本显示HOTTIP表达与TNM分期(III-IV期)、血管浸润显著相关(P<0.01)。单细胞测序揭示HOTTIP在肿瘤上皮细胞特异性高表达，而GLI2主要在间质细胞富集，提示Hh信号的旁分泌调控模式。

该研究首次阐明Hh-HOTTIP-HUWE1-p53信号轴在结直肠癌中的核心作用：Hh通路激活→GLI2转录上调HOTTIP→HOTTIP募集HUWE1→增强p53泛素化降解→解除细胞周期阻滞→促进肿瘤进展。这一发现不仅拓展了对非编码RNA调控蛋白质稳态的认知，还为开发靶向HOTTIP-HUWE1相互作用的小分子抑制剂提供了理论依据。特别值得注意的是，研究采用的PDO模型和单细胞技术为转化医学研究提供了新思路，而HOTTIP在肿瘤上皮的特异性表达提示其作为液体活检标志物的潜力。未来研究可进一步探索靶向该通路与现有化疗方案的协同效应。