《Cell Death Discovery》:RECQL4 promotes the malignant progression of lung adenocarcinoma through the YBX1/G3BP1-mediated NF-κB signaling pathway
编辑推荐:
本研究揭示了DNA解旋酶RECQL4在肺腺癌(LUAD)中的致癌作用及分子机制。研究发现RECQL4在LUAD组织中异常高表达,且与患者不良预后相关。功能实验证实RECQL4通过作为支架蛋白增强YBX1与G3BP1的相互作用,进而激活NF-κB信号通路,促进LUAD细胞增殖、迁移和侵袭。该研究为LUAD提供了新的预后生物标志物和潜在治疗靶点。
Abstract
肺腺癌(Lung Adenocarcinoma, LUAD)作为非小细胞肺癌的主要亚型,其高发病率和死亡率仍是全球健康挑战。RecQ样解旋酶4(RECQL4)是DNA解旋酶家族成员,在DNA复制、损伤修复及肿瘤进展中起关键作用,但其在LUAD中的具体分子机制尚未明确。本研究通过临床样本分析发现,RECQL4在LUAD组织中表达显著上调,且高表达与患者不良预后及更差的临床病理特征相关。功能获得与功能缺失实验表明,RECQL4可促进LUAD细胞的增殖、迁移和侵袭能力。基因集富集分析(GSEA)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析提示RECQL4激活NF-κB信号通路。机制研究表明,RECQL4作为支架蛋白促进Y盒结合蛋白1(YBX1)与GTP酶激活蛋白SH3结构域结合蛋白1(G3BP1)的相互作用,从而激活NF-κB信号通路,驱动LUAD恶性进展。本研究首次阐明RECQL4通过YBX1/G3BP1介导的NF-κB信号通路促进LUAD进展,提示RECQL4有望成为LUAD的新型预后生物标志物和治疗靶点。
Introduction
非小细胞肺癌(NSCLC)中LUAD是最常见的组织学类型,尽管分子靶向治疗和免疫治疗改善了患者预后,但其总体生存率仍不理想。RECQL4作为RecQ解旋酶家族成员,不仅参与核与线粒体基因组稳定性维护,还在多种肿瘤(如胃癌、卵巢癌、宫颈癌等)中发挥癌基因功能。然而,RECQL4在LUAD中的表达模式、临床意义及作用机制尚不清楚。本研究旨在探讨RECQL4在LUAD中的表达、功能及其分子机制。
Results
RECQL4在LUAD患者中显著高表达且与不良预后相关
泛癌分析显示RECQL4在多种癌症(包括LUAD)中高表达。TCGA和GEO数据集分析证实RECQL4 mRNA在LUAD组织中显著高于正常肺组织。生存分析显示RECQL4高表达患者总生存期更短。组织芯片免疫组化(IHC)显示RECQL4蛋白在LUAD组织中表达升高,且与年龄和组织病理分级相关。Cox回归分析表明RECQL4是LUAD的独立预后因素。体外实验显示LUAD细胞系(A549、NCI-H1299、PC-9、NCI-H1975)中RECQL4表达高于人支气管上皮细胞。
RECQL4促进LUAD细胞体外增殖、迁移和侵袭
在PC-9和NCI-H1299细胞中敲低RECQL4可抑制细胞增殖(CCK-8、EdU、集落形成实验)、阻滞细胞周期(G1期增加,S期减少),并下调细胞周期相关蛋白(CDK2、CDK4、CCND1、CCNE1)。相反,在A549细胞中过表达RECQL4则促进增殖和周期进程。伤口愈合和Transwell实验表明RECQL4增强细胞迁移和侵袭能力,并调控上皮-间质转化(EMT)标志物(E-钙黏蛋白上调,N-钙黏蛋白和Vimentin下调)。
RECQL4在体内促进LUAD肿瘤生长和转移
裸鼠皮下成瘤实验显示,敲低RECQL4可减小肿瘤体积、重量并降低Ki-67表达,而过表达RECQL4则促进肿瘤生长。肺转移模型中,RECQL4敲低减少肺转移灶数量和生物发光信号,而过表达则增强转移能力。
RECQL4通过激活NF-κB信号通路促进LUAD进展
转录组测序发现RECQL4敲低后NF-κB通路显著下调。Western blot(WB)显示RECQL4正调控NF-κB(p65)、p-NF-κB(p-p65)和p-IκBα表达。IHC证实RECQL4调控皮下瘤中NF-κB(p65)表达。
RECQL4与YBX1和G3BP1相互作用
GeneMANIA数据库提示RECQL4与YBX1、G3BP1存在相互作用。免疫共沉淀(Co-IP)和免疫荧光(IF)实验证实RECQL4与YBX1/G3BP1在细胞质中形成复合物。RECQL4不改变YBX1/G3BP1表达水平,但增强二者结合。救援实验表明,敲低YBX1或G3BP1可部分逆转RECQL4过表达引起的NF-κB通路激活和恶性表型。
Discussion
本研究首次揭示RECQL4在LUAD中通过支架作用增强YBX1/G3BP1互作,激活NF-κB信号通路,促进肿瘤恶性进展。RECQL4的胞质定位提示其具有DNA修复外的多重功能。靶向RECQL4可能为LUAD治疗提供新策略,但需注意其对正常细胞的影响。
Materials and Methods
研究使用LUAD组织芯片、细胞系(包括HBE、A549等)及裸鼠模型,通过qRT-PCR、WB、Co-IP、IF、IHC、转录组测序等技术验证RECQL4的功能与机制。统计学分析采用t检验、ANOVA、Kaplan-Meier生存分析和Cox回归模型。