长链非编码RNA SNHG12通过靶向E3连接酶TRIM25调控KEAP1稳定性与铁死亡敏感性的分子机制研究

【字体: 时间:2025年09月06日 来源:Journal of Biological Chemistry 3.9

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  本研究揭示了长链非编码RNA SNHG12通过竞争性结合E3泛素连接酶TRIM25,调控KEAP1-NRF2抗氧化通路的新机制。研究人员发现SNHG12在铁死亡(ferroptosis)诱导下被P53转录激活,通过干扰TRIM25介导的KEAP1泛素化降解,增强NRF2抑制,从而提升细胞内活性铁(labile iron)水平并加速谷胱甘肽(GSH)耗竭,最终促进肿瘤细胞铁死亡敏感性。该发现为基于铁死亡的癌症治疗提供了新靶点。

  

细胞死亡形式中,铁死亡(ferroptosis)作为一种铁依赖性脂质过氧化驱动的程序性死亡方式,近年来成为肿瘤治疗的新突破口。然而,肿瘤细胞如何动态调控铁死亡敏感性仍是未解之谜。长链非编码RNA(lncRNA)作为基因表达的"暗物质",在细胞命运决定中扮演关键角色,但其在铁死亡中的调控网络尚不清晰。

华中农业大学动物医学院的Yubo Guo等人在《Journal of Biological Chemistry》发表的研究,首次揭示了小核仁RNA宿主基因12(SNHG12)通过E3连接酶TRIM25-KEAP1-NRF2轴调控铁死亡的新机制。研究人员发现,铁死亡诱导剂Erastin和RSL3通过激活P53显著上调SNHG12表达。在分子机制上,SNHG12像"分子诱饵"般竞争性结合TRIM25的卷曲螺旋(CC)和PRY/SPRY结构域,阻断TRIM25对KEAP1的泛素化修饰,从而稳定KEAP1蛋白。这种相互作用导致转录因子NRF2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2)持续降解,抑制其下游靶基因FTH(铁蛋白重链)和SLC7A11(胱氨酸/谷氨酸转运体)的表达,最终提高细胞内活性铁池(labile iron pool)并加速GSH耗竭,使肿瘤细胞对铁死亡敏感。

研究采用的关键技术包括:染色质免疫沉淀(ChIP)验证P53对SNHG12启动子的结合;RNA免疫共沉淀(RIP)和RNA pull-down鉴定SNHG12-TRIM25互作;泛素化实验检测KEAP1修饰状态;铁探针PGSK和脂质过氧化探针C11 BODIPY 581/591动态监测铁死亡特征;TCGA数据库分析SNHG12的临床相关性。

SNHG12在铁死亡诱导下被P53转录激活

通过启动子荧光素酶报告系统和ChIP-qPCR证实,铁死亡诱导剂通过P53结合SNHG12启动子区(-306~-291 bp和-116~-101 bp)激活其转录。P53抑制剂PFT-α或siRNA敲低均可阻断这种诱导效应。

SNHG12双向调控铁死亡敏感性

功能实验显示:SNHG12敲低显著抑制Erastin/RSL3诱导的细胞死亡、脂质过氧化和活性铁积累,并延缓GSH耗竭;而过表达则产生相反效果。克隆形成实验进一步证实SNHG12决定肿瘤细胞对铁死亡的长期敏感性。

SNHG12-TRIM25互作决定KEAP1稳定性

RNA pull-down和RIP实验锁定SNHG12的S2片段(588-881 nt)与TRIM25的CC/PRY/SPRY域特异性结合。这种结合像"分子开关"般削弱TRIM25-KEAP1相互作用,使KEAP1逃脱泛素化降解(MG132处理可逆转此效应),导致NRF2核转位减少,抗氧化基因表达下调。

临床转化潜力

TCGA分析显示SNHG12在23种癌症中高表达,且与ACC、KIRC等患者不良预后相关。药物敏感性预测提示SNHG12高表达肿瘤对阿法替尼等促铁死亡药物更敏感,为精准治疗提供分子标志物。

这项研究首次描绘了"P53-SNHG12-TRIM25-KEAP1-NRF2"调控轴,阐明了lncRNA通过蛋白质稳态调控铁死亡的新范式。不仅为理解非编码RNA在细胞死亡中的功能提供新视角,更提示靶向SNHG12可能增强肿瘤对铁死亡诱导治疗的敏感性。特别是针对KEAP1突变型肿瘤(通常对常规治疗耐药),该发现提供了通过RNA-蛋白质相互作用调控NRF2活性的新策略。未来研究可进一步探索SNHG12在个体化癌症治疗中的应用潜力,以及其编码的snoRNA是否参与铁死亡调控。

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