《The FASEB Journal》：HOXB4 Promotes Bladder Cancer Progression in Part Through Transcriptional Activation of Smoothened
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本研究首次揭示HOXB4在膀胱癌（BCa）中通过直接结合SMO启动子（结合位点5′-CTCATTAT-3′）转录激活Smoothened（SMO），进而增强Hedgehog（Hh）通路活性（表现为GLI1/2核转位增加），促进膀胱癌细胞增殖、迁移、侵袭及实验性肺转移。临床数据分析显示HOXB4高表达与患者不良预后（PFS/OS降低）显著相关，动物实验证实SMO抑制剂vismodegib可抑制HOXB4过表达诱导的肿瘤生长。该研究确立了HOXB4-SMO轴作为膀胱癌进展的关键驱动机制，为靶向治疗提供了新策略。
HOXB4在膀胱癌中的表达特征与临床意义
研究团队通过TCGA数据库分析发现HOXB4在膀胱癌组织中的表达显著高于正常膀胱组织，且晚期（II-IV期）肿瘤的表达水平明显高于早期（I期）肿瘤。这一发现在58对配对的膀胱癌临床样本中得到验证，免疫组化结果显示癌组织中HOXB4蛋白水平显著上调。在细胞系中，所有膀胱癌细胞系（T24、TCCSUP、5637、UM-UC-3、RT4）的HOXB4表达均高于正常尿路上皮细胞SV-HUC-1，其中5637细胞表达最高，RT4细胞表达最低。
临床预后分析显示，HOXB4高表达患者的总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）均显著缩短，且HOXB4表达水平与T分期、N分期和临床分期呈正相关，表明HOXB4可能作为膀胱癌预后的生物标志物。
HOXB4对膀胱癌细胞恶性表型的调控作用
通过建立HOXB4稳定敲低（5637细胞）和过表达（RT4细胞）模型，研究团队发现HOXB4显著促进膀胱癌细胞的增殖能力。CCK-8和克隆形成实验表明，HOXB4敲低可抑制细胞活力，而过表达则增强增殖。流式细胞术检测显示HOXB4敲低导致细胞凋亡增加，伴随cleaved PARP和cleaved caspase-3水平上升。
在迁移和侵袭能力方面，Transwell和小室实验证明HOXB4促进膀胱癌细胞的运动能力。上皮-间质转化（EMT）相关蛋白检测发现，HOXB4调控E-cadherin、N-cadherin、Vimentin和Slug的表达，表明其通过诱导EMT促进肿瘤转移。体内实验进一步证实，HOXB4敲低显著抑制皮下移植瘤的生长和实验性肺转移模型的肺部定植能力。
HOXB4与Hedgehog信号通路的机制关联
RNA测序分析发现HOXB4敲低导致570个差异表达基因，KEGG富集分析提示Hedgehog信号通路是显著受影响的通路之一。基因集富集分析（GSEA）进一步验证了这一发现。临床样本分析显示HOXB4与SMO mRNA表达呈正相关。
机制研究表明，HOXB4直接结合SMO启动子区域（-1685至-1678 bp处的5′-CTCATTAT-3′序列），荧光素酶报告基因实验证实HOXB4可增强SMO启动子活性。染色质免疫共沉淀（ChIP）-qPCR实验直接证明了HOXB4在SMO启动子区的富集。此外，HOXB4过表达导致GLI1和GLI2的核质比增加，表明Hedgehog通路被激活。
SMO在HOXB4功能中的关键作用
挽救实验证实SMO过表达可逆转HOXB4敲低对膀胱癌细胞增殖、迁移和凋亡的影响。在动物模型中，SMO过表达也能恢复HOXB4敲低导致的肿瘤生长抑制。这些结果明确了SMO作为HOXB4下游关键效应分子的地位。
靶向SMO的治疗潜力研究
使用SMO抑制剂vismodegib处理荷瘤小鼠，发现该药物能显著抑制HOXB4过表达引起的肿瘤生长加速，且对对照组肿瘤也有抑制作用，表明靶向SMO可能成为HOXB4高表达膀胱癌的治疗策略。
临床相关性分析
临床样本免疫组化显示HOXB4高表达与SMO蛋白水平正相关，进一步支持HOXB4-SMO轴在膀胱癌临床进展中的重要性。
讨论与展望
本研究首次系统阐述了HOXB4在膀胱癌中的致癌作用及其通过转录激活SMO调控Hedgehog通路的分子机制。值得注意的是，HOXB4在不同癌症中可能发挥相反作用，这提示其功能具有组织特异性。虽然Shin等报道了Hedgehog通路在膀胱癌中的抑癌作用，但本研究基于更大样本量和多方法验证提供了相反证据。
未来研究需要解决几个重要问题：HOXB4与TALE辅因子（PBX/MEIS）的协同作用机制、Hedgehog通路与其他信号网络（如Hippo-YAP/TAZ、PI3K/AKT）的crosstalk，以及SMO抑制剂在特定分子分型膀胱癌患者中的临床应用价值。
综上所述，本研究确立了HOXB4-SMO轴作为膀胱癌进展的关键驱动机制，为开发新的诊断标志物和靶向治疗策略提供了理论依据。
