《Pathology - Research and Practice》：KLF11 interacts with MDM2 to stabilize E2F1 and promotes DNA damage repair to induce radioresistance in esophageal cancer cells
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本研究揭示KLF11通过调控MDM2/E2F1轴增强食管鳞癌（ESCC）同源重组修复能力，导致放疗抵抗，为开发靶向KLF11的放疗增敏疗法提供理论依据。
姚雄霞|贾珠王|董梅赵|闫莉李|宋琴李|曼李|任义东|李王
北京大学癌症医院放疗科，云南；昆明医科大学第三附属医院（云南癌症医院，云南癌症中心），中国昆明650000
摘要
目的
本研究旨在探讨KLF11在调节食管鳞状细胞癌（ESCC）放射敏感性（RT）中的作用，并阐明其潜在机制。
方法
通过将KYSE150细胞注射到小鼠左侧背部建立ESCC异种移植模型。使用细胞计数试剂盒-8（CCK-8）和集落形成实验评估细胞增殖情况，通过中性彗星实验评估DNA损伤。通过逆转录-定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、Western blotting和免疫组化分析关键基因和蛋白质的表达水平。此外，还利用共免疫沉淀和免疫荧光技术验证蛋白质间的相互作用。
结果
KLF11在ESCC和RT耐药组织中的表达均上调。在细胞水平上，ESCC细胞系中的KLF11表达高于正常食管上皮细胞系HET-1A，其中KYSE150细胞中的上调最为显著，TE1细胞中的上调最低。值得注意的是，在电离辐射暴露下敲低KLF11可抑制细胞增殖和集落形成，促进细胞凋亡，并增加KYSE150细胞中DNA损伤标志物γ-H2AX的表达以及整体DNA损伤水平。相反，TE1细胞中KLF11的过表达则导致相反的表型，表明KLF11通过减轻DNA损伤来赋予ESCC放射抵抗性。进一步的研究表明，KLF11主要通过同源重组（HR）途径而非非同源末端连接（NHEJ）途径修复RT诱导的DNA损伤。此外，MDM2、E2F1和RAD51在ESCC和RT耐药ESCC组织中的表达显著升高。机制上，KLF11促进MDM2的表达，后者抑制E2F1的泛素化，从而稳定E2F1蛋白水平并增强RAD51介导的HR修复，最终导致ESCC的放射抵抗性。
结论
本研究阐明了KLF11通过调节MDM2/E2F1轴并增强HR修复来驱动ESCC放射抵抗性的关键作用和分子机制，为开发针对KLF11的ESCC放射增敏疗法提供了坚实的理论基础和潜在靶点。
引言
食管癌（EC）是全球最常见的恶性肿瘤之一，是癌症相关死亡的第七大原因[1]。食管鳞状细胞癌（ESCC）是EC的主要病理类型，在东亚地区尤为普遍，包括中国[2]。然而，由于早期症状不明显，大多数ESCC患者在晚期才被诊断出来，导致临床预后较差[3]。对于这些患者，放射治疗（RT）是主要的治疗选择之一[4]。不幸的是，肿瘤细胞的内在或获得性放射抵抗性显著限制了RT的效果，常导致局部复发或远处转移[5]。先前的研究表明，RT主要通过诱导DNA双链断裂（DSBs）发挥其细胞毒性作用[6]。尽管如此，细胞可以激活DNA损伤修复（DDR）机制来修复DSBs，从而降低RT的治疗效果[7]。研究显示，抑制DDR可以有效增强ESCC对RT的敏感性[8]，[9]。然而，驱动DNA损伤修复介导的放射抵抗性的具体调控网络尚不清楚，这一空白极大地限制了靶向放射增敏策略的发展。
E2F转录因子家族调节多种细胞功能，其中E2F1是癌症病理学中最广泛研究的成员[10]。在ESCC中，E2F1已被确定为与疾病晚期和不良预后相关的致癌基因[11]。基础研究证实，E2F1的过表达与ESCC细胞的恶性行为相关，包括增殖、迁移和侵袭[12]。值得注意的是，先前的研究证明了E2F1在调节DDR中的作用：E2F1通过促进DDR赋予甲状腺癌细胞侵袭性[13]，并通过增强DDR反应降低乳腺癌对电离辐射（IR）的敏感性[14]。然而，E2F1是否同样通过DDR调节在ESCC中介导放射抵抗性尚不清楚。
小鼠双分钟2（MDM2）是一种编码E3泛素连接酶的原癌基因[15]。MDM2表达的增加与多种促进癌症的过程相关，包括癌细胞增殖、上皮-间质转化[16]、放射抵抗性[17]和基因组不稳定性的增加[18]。在ESCC中，MDM2的上调也被确定为与患者预后不良相关的显著风险因素[19]。值得注意的是，MDM2可以与E2F1结合并调节其泛素化，从而稳定E2F1蛋白水平[20]。然而，MDM2是否通过这种泛素化介导的机制调节ESCC中的E2F1表达尚不清楚。
Krüppel样因子（KLFs）是一类锌指转录因子，在细胞过程中发挥广泛的调控作用，包括增殖、分化和凋亡[21]。KLF11作为该家族的成员，可以通过转录调控调节下游靶基因的表达[22]。在多种癌症类型中，KLF11表达的改变与细胞生长的调节密切相关，包括对增殖和凋亡的影响[23]。例如，在胃癌中，异常的KLF11表达促进癌细胞的恶性增殖和侵袭[24]；同样，在乳腺癌中，KLF11水平的升高被证明可以增加增殖并抑制凋亡[25]。值得注意的是，现有研究表明KLF11可以通过调节MDM2表达参与乳腺癌的进展[26]。基于这些发现，我们假设KLF11可能通过调节MDM2表达来影响ESCC对放射治疗的敏感性。
基于上述背景，本研究旨在阐明KLF11在ESCC放射抵抗性中的作用和机制。通过研究KLF11对ESCC细胞放射敏感性的影响，探讨了KLF11–MDM2–E2F1轴调节DNA损伤修复并诱导放射抵抗性的具体机制。这项工作为开发针对这一途径的新放射增敏策略提供了理论基础。
部分摘录
临床样本收集
本研究从我们医院的原发性ESCC患者中获得了16对癌组织和匹配的邻近正常组织。纳入标准如下：（1）患者在手术前未接受过化疗或放疗；（2）所有患者均被诊断为原发性食管癌，病理学上确认为鳞状细胞癌；（3）具有完整的临床病理数据。排除标准包括：（1）存在其他
ESCC患者中KLF11表达与放射抵抗性的关联
先前的研究表明KLF11在肿瘤恶性进展中起着关键的调控作用[23]。为了探讨KLF11在ESCC放射抵抗性中的潜在功能，我们系统分析了ESCC和RT耐药ESCC中KLF11的表达模式。生物信息学分析显示ESCC组织中KLF11表达显著上调（图1A）。随后的临床标本免疫组化分析证实KLF11蛋白表达明显
讨论与结论
ESCC是全球常见的恶性肿瘤类型之一。RT在改善晚期ESCC的预后中起着关键作用[31]。然而，ESCC对RT的抵抗性常常导致RT治疗失败，最终导致不良结果[32]。本研究的关键发现是KLF11通过提高HR修复效率和抑制DNA损伤来增强ESCC的放射抵抗性。机制上，KLF11促进MDM2的表达，后者抑制E2F1的泛素化
资助
本研究得到了星电青年人才支持计划[XDYC-QNRC-2023-0189]和云南省卫生健康委员会医学后备人才培训计划[H2024022]的支持。
CRediT作者贡献声明
宋琴李：方法学、正式分析。曼李：软件、数据管理。董梅赵：撰写-初稿、项目管理、方法学、概念构思。闫莉李：方法学、正式分析。姚雄霞：撰写-初稿、验证、项目管理、概念构思。贾珠王：撰写-初稿、可视化、项目管理、概念构思。任义东：软件、数据管理。李王：撰写-初稿、监督、资源提供，
