結(jié)直腸AI(CRC)是世界上較常見的惡性腫LIU之一。在化療或放療時，會產(chǎn)生大量的活性氧來幫助殺死AI細胞。在化療耐藥的AI細胞中，清CHU ROS或脂質(zhì)過氧化物對于保護細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)同機制將使我們對腫LIU治LIAO 有更好的認識。

2024年9月，北京大學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促進結(jié)直腸AI化療耐藥機制，可能是結(jié)直腸AI的預后或治LIAO 靶點。

圖形摘要：

Highlights如下：

1）LncRNA-HMG與結(jié)直腸AI患者預后相關(guān)。

2）LncRNA-HMG抑制CRC細胞鐵死亡和化療耐藥

3）機制上，LncRNA-HMG與p53結(jié)合并促進MDM2介導的p53降解，p53的降低誘導SLC7A11和VKORC1L1的上調(diào)，消除過量的ROS，進而促進CRC細胞逃避鐵死亡并獲得化療耐藥性。

臨床相關(guān)性：

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

功能研究：

敲減LncRNA-HMG，促進CRC細胞鐵死亡和降低化療耐藥，而LncRNA-HMG過表達則相反。在體內(nèi)，敲減LncRNA-HMG可減弱PDX腫LIU生長，促進結(jié)直腸AI的化學敏感性。

機制研究：

（1）LncRNA-HMG減弱p53介導的鐵死亡

第一步，p53可能為LncRNA-HMG下游分子

為了探索LncRNA-HMG介導CRC細胞化療耐藥的分子機制。將TCGA結(jié)直腸AI數(shù)據(jù)分為LncRNA-HMG低組和LncRNA-HMG高組，差異基因富集分析發(fā)現(xiàn)p53信號明顯富集（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信號通路。

第二步，LncRNA-HMG調(diào)控p53及其下游靶點

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

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

根據(jù)報道，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，進一步分析p53的穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)，LncRNA-HMG過表達，p53的穩(wěn)定性受到損害，而抑制LncRNA-HMG則增強了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介導的ROS鐵死亡。

圖1 LncRNA-HMG減弱p53介導的鐵死亡（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p53泛素化

為了研究LncRNA-HMG如何調(diào)節(jié)p53的穩(wěn)定性。RIP實驗證實p53與LncRNA-HMG互作（圖2a）。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）對于調(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缺失的細胞中，p53的泛素化水平降低（圖2c），而LncRNA-HMG過表達可促進p53的泛素化（圖2d）。表明LncRNA-HMG促進p53泛素化，導致p53降解。

第二步，LncRNA-HMG增強MDM2對p53的活性

LncRNA-HMG如何促進p53泛素化具有重要意義。MDM2是p53較重要的泛素連接酶。推測LncRNA-HMG可能增強了MDM2對p53的活性。Co-IP實驗發(fā)現(xiàn)，LncRNA-HMG同時結(jié)合p53和MDM2（圖2e）。RIP實驗顯示，LncRNA-HMG與MDM2相互作用（圖2f）。RNA pulldown實驗進一步證實LncRNA-HMG與p53或MDM2結(jié)合（圖2g）。另外，LncRNA-HMG對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過表達則增加MDM2介導的p53泛素化（圖2j）。此外，MDM2拮抗劑Nutlin-3消除了LncRNA-HMG對p53蛋白水平的影響（圖2k）。表明LncRNA-HMG促進MDM2與p53的相互作用，增強p53的泛素化。后續(xù)的功能回復實驗顯示，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

預測LncRNA-HMG啟動子區(qū)結(jié)合的潛在轉(zhuǎn)錄因子（圖3a）。其中，Wnt/β-catenin信號在CRC進展中的承擔重要角色。β-catenin過表達增加LncRNA-HMG的表達水平（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（圖3c-d）。

此外，分析顯示LncRNA-HMG啟動子含有TCF結(jié)合元件（圖3e）。ChIP實驗進一步驗證了這一點（圖3f）。同時，含有LncRNA-HMG啟動子區(qū)域的熒光素酶報告基因的轉(zhuǎn)錄活性被LiCl處理或β-catenin過表達明顯上調(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。

圖3 LncRNA-HMG是Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導的轉(zhuǎn)錄靶點（Ref. Fig 7）

結(jié)論：研究人員通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析以篩選CRC中鐵死亡相關(guān)lncRNA。臨床上，LncRNA-HMG的異常高表達與CRC患者的預后較差相關(guān)。功能上，LncRNA-HMG保護CRC細胞在化療時免受鐵死亡，從而增強CRC細胞的耐藥性。機制上，LncRNA-HMG與p53結(jié)合并促進MDM2介導的p53降解，隨后，p53的降低誘導SLC7A11和VKORC1L1的上調(diào)，并消除過量的ROS，促進CRC細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。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 靶點的潛在價值。

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