結(jié)直腸AI(CRC)是世界上較常見(jiàn)的惡性腫LIU之一。在化療或放療時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧來(lái)幫助殺死AI細(xì)胞。在化療耐藥的AI細(xì)胞中，清CHU ROS或脂質(zhì)過(guò)氧化物對(duì)于保護(hù)細(xì)胞免于鐵死亡和獲得耐藥性至關(guān)重要。因此，研究ROS平衡與腫LIU化療耐藥的協(xié)同機(jī)制將使我們對(duì)腫LIU治LIAO 有更好的認(rèn)識(shí)。

2024年9月，北京大學(xué)王崑及劉小鋒共同通訊在Redox Biol.（IF=10.7）上，發(fā)表“LncRNA-HMG incites colorectal cancer cells to chemoresistance via repressing p53-mediated ferroptosis”的研究成果。揭示LncRNA-HMG促進(jìn)結(jié)直腸AI化療耐藥機(jī)制，可能是結(jié)直腸AI的預(yù)后或治LIAO 靶點(diǎn)。

圖形摘要：

Highlights如下：

1）LncRNA-HMG與結(jié)直腸AI患者預(yù)后相關(guān)。

2）LncRNA-HMG抑制CRC細(xì)胞鐵死亡和化療耐藥

3）機(jī)制上，LncRNA-HMG與p53結(jié)合并促進(jìn)MDM2介導(dǎo)的p53降解，p53的降低誘導(dǎo)SLC7A11和VKORC1L1的上調(diào)，消除過(guò)量的ROS，進(jìn)而促進(jìn)CRC細(xì)胞逃避鐵死亡并獲得化療耐藥性。

臨床相關(guān)性：

LncRNA-HMG在CRC組織中的高表達(dá)與結(jié)直腸AI患者預(yù)后不良相關(guān)。

功能研究：

敲減LncRNA-HMG，促進(jìn)CRC細(xì)胞鐵死亡和降低化療耐藥，而LncRNA-HMG過(guò)表達(dá)則相反。在體內(nèi)，敲減LncRNA-HMG可減弱PDX腫LIU生長(zhǎng)，促進(jìn)結(jié)直腸AI的化學(xué)敏感性。

機(jī)制研究：

（1）LncRNA-HMG減弱p53介導(dǎo)的鐵死亡

第一步，p53可能為L(zhǎng)ncRNA-HMG下游分子

為了探索LncRNA-HMG介導(dǎo)CRC細(xì)胞化療耐藥的分子機(jī)制。將TCGA結(jié)直腸AI數(shù)據(jù)分為L(zhǎng)ncRNA-HMG低組和LncRNA-HMG高組，差異基因富集分析發(fā)現(xiàn)p53信號(hào)明顯富集（圖1a-b）。STRING蛋白-蛋白互作分析表明p53是樞紐因子之一（圖1c）。綜上所述，LncRNA-HMG可能與p53結(jié)合，調(diào)控p53信號(hào)通路。

第二步，LncRNA-HMG調(diào)控p53及其下游靶點(diǎn)

研究表明p53作為一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)抑制鐵凋亡抑制因子SLC7A11和VKORC1L1的表達(dá)來(lái)影響細(xì)胞內(nèi)ROS水平。WB檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，LncRNA-HMG敲減增加p53水平，降低SLC7A11和VKORC1L1水平；過(guò)表達(dá)LncRNA-HMG則相反（圖1d-e）。同樣，LncRNA-HMG缺失促進(jìn)5-Fu和奧沙利鉑治LIAO 后p53的升高，下調(diào)SLC7A11和VKORC1L1的表達(dá)；過(guò)表達(dá)則相反（圖1f-g）。表明LncRNA-HMG調(diào)控p53及其下游靶點(diǎn)。

第三步，LncRNA-HMG降低p53的穩(wěn)定性，并減弱p53介導(dǎo)的ROS鐵死亡

根據(jù)報(bào)道，p53的蛋白穩(wěn)定性在控制p53水平中起重要作用。采用核糖體阻滯藥物環(huán)己亞胺（CHX）阻斷蛋白翻譯，進(jìn)一步分析p53的穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)，LncRNA-HMG過(guò)表達(dá)，p53的穩(wěn)定性受到損害，而抑制LncRNA-HMG則增強(qiáng)了p53的穩(wěn)定性（圖1h-i）。顯示LncRNA-HMG降低了p53的穩(wěn)定性，并減弱了p53介導(dǎo)的ROS鐵死亡。

圖1 LncRNA-HMG減弱p53介導(dǎo)的鐵死亡（Ref. Fig 4）

（2）LncRNA-HMG協(xié)助MDM2增加p53的泛素化

第一步，LncRNA-HMG與p53互作，并促進(jìn)p53泛素化

為了研究LncRNA-HMG如何調(diào)節(jié)p53的穩(wěn)定性。RIP實(shí)驗(yàn)證實(shí)p53與LncRNA-HMG互作（圖2a）。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）對(duì)于調(diào)節(jié)p53的穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此，利用蛋白酶體抑制劑MG132分析LncRNA-HMG調(diào)控p53穩(wěn)定是否依賴于UPS。發(fā)現(xiàn)MG132處理能逆轉(zhuǎn)LncRNA-HMG缺失誘導(dǎo)的p53升高（圖2b），表明LncRNA-HMG以蛋白酶體依賴的方式調(diào)節(jié)p53蛋白水平。此外，Co-IP分析顯示在LncRNA-HMG缺失的細(xì)胞中，p53的泛素化水平降低（圖2c），而LncRNA-HMG過(guò)表達(dá)可促進(jìn)p53的泛素化（圖2d）。表明LncRNA-HMG促進(jìn)p53泛素化，導(dǎo)致p53降解。

第二步，LncRNA-HMG增強(qiáng)MDM2對(duì)p53的活性

LncRNA-HMG如何促進(jìn)p53泛素化具有重要意義。MDM2是p53較重要的泛素連接酶。推測(cè)LncRNA-HMG可能增強(qiáng)了MDM2對(duì)p53的活性。Co-IP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，LncRNA-HMG同時(shí)結(jié)合p53和MDM2（圖2e）。RIP實(shí)驗(yàn)顯示，LncRNA-HMG與MDM2相互作用（圖2f）。RNA pulldown實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)LncRNA-HMG與p53或MDM2結(jié)合（圖2g）。另外，LncRNA-HMG對(duì)MDM2水平?jīng)]有影響（圖2h）。LncRNA-HMG的缺失減少p53和MDM2之間的相互作用（圖2i），LncRNA-HMG過(guò)表達(dá)則增加MDM2介導(dǎo)的p53泛素化（圖2j）。此外，MDM2拮抗劑Nutlin-3消除了LncRNA-HMG對(duì)p53蛋白水平的影響（圖2k）。表明LncRNA-HMG促進(jìn)MDM2與p53的相互作用，增強(qiáng)p53的泛素化。后續(xù)的功能回復(fù)實(shí)驗(yàn)顯示，LncRNA-HMG依賴于p53調(diào)節(jié)ROS狀態(tài)（圖2l-m）。

圖2 LncRNA-HMG協(xié)助MDM2增加p53的泛素化（Ref. Fig 5/S4）

（3）LncRNA-HMG是β-catenin的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)

預(yù)測(cè)LncRNA-HMG啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合的潛在轉(zhuǎn)錄因子（圖3a）。其中，Wnt/β-catenin信號(hào)在CRC進(jìn)展中的承擔(dān)重要角色。β-catenin過(guò)表達(dá)增加LncRNA-HMG的表達(dá)水平（圖3b），提示W(wǎng)nt/β-catenin調(diào)控LncRNA-HMG。結(jié)合β-catenin JI活劑LiCl和抑制劑iCRT14處理的結(jié)果，表明Wnt/β-catenin上調(diào)LncRNA-HMG的表達(dá)（圖3c-d）。

此外，分析顯示LncRNA-HMG啟動(dòng)子含有TCF結(jié)合元件（圖3e）。ChIP實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了這一點(diǎn)（圖3f）。同時(shí)，含有LncRNA-HMG啟動(dòng)子區(qū)域的熒光素酶報(bào)告基因的轉(zhuǎn)錄活性被LiCl處理或β-catenin過(guò)表達(dá)明顯上調(diào)，而iCRT14抑制了這種作用（圖3g）。表明LncRNA-HMG是β-catenin的下游轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)。

圖3 LncRNA-HMG是Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)（Ref. Fig 7）

結(jié)論：研究人員通過(guò)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析以篩選CRC中鐵死亡相關(guān)lncRNA。臨床上，LncRNA-HMG的異常高表達(dá)與CRC患者的預(yù)后較差相關(guān)。功能上，LncRNA-HMG保護(hù)CRC細(xì)胞在化療時(shí)免受鐵死亡，從而增強(qiáng)CRC細(xì)胞的耐藥性。機(jī)制上，LncRNA-HMG與p53結(jié)合并促進(jìn)MDM2介導(dǎo)的p53降解，隨后，p53的降低誘導(dǎo)SLC7A11和VKORC1L1的上調(diào)，并消除過(guò)量的ROS，促進(jìn)CRC細(xì)胞從鐵死亡中逃脫并獲得化療耐藥性。此外，LncRNA-HMG也是β-catenin/TCF的下游轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)。該研究突出了LncRNA-HMG在CRC化療耐藥中的關(guān)鍵作用，并暗示了其作為CRC治LIAO 靶點(diǎn)的潛在價(jià)值。

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痛點(diǎn)：做過(guò)機(jī)制研究的朋友，都要面臨一個(gè)共同的痛點(diǎn)，即信號(hào)通路機(jī)制易做，分子互作機(jī)制太難，然而分子互作機(jī)制常常是高層次研究成果的重點(diǎn)部分。若不做，文章層次上不去；若做了，則海量的數(shù)據(jù)反復(fù)摸索，消耗大量精力，甚至無(wú)法上岸。

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