TCN1基因敲低通过调节B3GNT3蛋白来抑制非小细胞肺癌的进展和糖酵解过程

《Pathology - Research and Practice》：TCN1 knockdown inhibits the progression and glycolysis of non-small cell lung cancer via regulating B3GNT3

TCN1通过调控B3GNT3促进非小细胞肺癌恶性进展，其高表达与患者不良预后相关，沉默TCN1可抑制细胞增殖、迁移、侵袭及糖酵解，机制涉及激活EGFR通路上调B3GNT3表达。体内实验验证了TCN1在裸鼠移植瘤模型中的作用。

　　

周慧|崔雅云|李蕾

中国科学技术大学第一附属医院呼吸内科，中国科学技术大学生命科学与医学部（安徽省癌症医院），合肥230031，安徽，中国

摘要

非小细胞肺癌（NSCLC）是全球癌症相关死亡的主要原因。转钴胺素1（TCN1）是与多种癌症进展相关的驱动因子。然而，TCN1在NSCLC中的作用仍不清楚。本研究旨在揭示TCN1在NSCLC中的生物学功能及其调控机制。首先通过qRT-PCR和Western blotting检测了TCN1在NSCLC中的表达模式。然后进行了包括CCK-8、Transwell、上皮-间质转化（EMT）和糖酵解检测在内的功能实验，以评估TCN1对NSCLC细胞恶性表型的影响。接着利用LinkedOmics数据库和KEGG通路分析来探索TCN1介导的分子通路。最后通过拯救实验验证了这些分子机制。研究发现，TCN1在NSCLC中明显过表达，并预示不良预后。TCN1敲低可抑制NSCLC细胞的增殖、转移、EMT和糖酵解。机制研究表明，TCN1通过激活EGFR通路上调B3GNT3的水平；B3GNT3的敲低也抑制了NSCLC细胞的恶性进展和糖酵解，而其过表达部分恢复了TCN1敲低的效果。体内实验表明，TCN1敲低可减缓异种移植小鼠模型中的肿瘤生长并下调B3GNT3的表达。总体而言，TCN1的过表达通过调节B3GNT3的表达加剧了NSCLC的进展。TCN1-B3GNT3轴在NSCLC细胞的生长、迁移、侵袭和糖酵解中起关键作用，使其成为NSCLC治疗的潜在靶点。

引言

肺癌主要分为两种类型：小细胞肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC），后者约占所有病例的85% [1]。NSCLC在全球癌症相关发病率和死亡率中占很大比例，其特征是高度侵袭性、预后差以及对传统疗法的耐药性 [2]。尽管近年来免疫疗法和靶向疗法取得了显著进展，但NSCLC患者的总体生存率仍不尽如人意，部分原因是缺乏有效且准确的诊断方法 [3]。驱动NSCLC恶性进展的分子机制尚未完全阐明。因此，识别关键的分子调节因子并明确其在NSCLC发病机制中的功能作用对于开发新的治疗策略至关重要。

转钴胺素1（TCN1）是一种维生素B12转运蛋白，负责将维生素B12从胃运输到肠道，最终吸收到血液中。它为体内各种细胞的生长和代谢提供必需的底物，并参与钴胺素的转运和代谢 [4]。研究表明，TCN1在包括肺癌、乳腺癌和胃癌在内的多种恶性肿瘤中表达上调，并与肿瘤进展密切相关 [5],[6]。在结直肠癌中，TCN1水平升高与晚期病理特征相关 [7]。此外，TCN1已被确定为肺腺癌的潜在预后生物标志物，其表达与免疫细胞浸润和患者生存期相关 [8]。然而，TCN1促进NSCLC进展的具体机制仍需进一步阐明。

B3GNT3（β1,3-N-乙酰葡糖胺基转移酶-3）属于β3GlcNAcT家族，位于19q13.1染色体上 [9]。该酶催化糖基化过程中的关键步骤，这对多种细胞表面糖蛋白和糖脂的生物活性至关重要。B3GNT3在肿瘤转移和生长中也起着关键作用。例如，沉默B3GNT3表达可抑制食管癌细胞的增殖和侵袭 [10]。在子宫内膜癌中，B3GNT3通过调节RhoA/RAC1通路促进细胞生长、侵袭和迁移 [11]。此外，B3GNT3水平升高与肺癌患者的不良临床结果相关 [12]。尽管有这些发现，但控制B3GNT3表达的调控机制及其在NSCLC中的确切功能作用仍不完全清楚。

综上所述，本研究旨在阐明TCN1在NSCLC进展中的作用及其潜在的分子机制。研究结果表明，TCN1在NSCLC组织和细胞中表达上调。功能实验表明，TCN1敲低能有效抑制NSCLC细胞的增殖、迁移、侵袭、EMT和糖酵解。机制研究表明，TCN1通过上调B3GNT3水平促进NSCLC进展。这些结果为驱动NSCLC进展的分子通路提供了新的见解，并强调了TCN1作为NSCLC治疗靶点的潜力。

部分内容摘要

生物信息学分析

通过TIMER数据库测量了不同类型癌症中的TCN1水平。利用TCGA数据库进行了Kaplan-Meier生存分析，以评估TCN1/B3GNT3表达与NSCLC患者总体生存率之间的相关性。通过LinkedOmics数据库确定了NSCLC中与TCN1共表达的基因。从GSE87410数据集中获得了NSCLC中差异上调的基因，并进行了KEGG通路富集分析以确定显著通路

TCN1在NSCLC中高表达

为了评估TCN1在NSCLC中的表达模式，我们首先通过TIMER数据库分析了多种癌症中的TCN1水平。发现TCN1在多种癌症中显著上调，包括NSCLC（图1A）。接下来，我们评估了TCN1在NSCLC中的临床意义。Kaplan-Meier生存分析显示，TCN1的高表达与NSCLC患者的不良总体生存率相关（图1B），表明TCN1可作为预后生物标志物和潜在的治疗靶点

讨论

肺癌仍然是全球最具侵袭性和致命性的恶性肿瘤之一，其中NSCLC是最主要的组织学亚型。尽管外科切除和化疗取得了进展，但大多数患者的生存率仍然较低 [16]。因此，深入理解靶向疗法的分子机制并发现有效的治疗靶点对于改善NSCLC患者的临床结果至关重要。

在本研究中，我们观察到...

结论

我们的研究证实，TCN1通过B3GNT3加速NSCLC的进展和糖酵解活性，突显了其作为这种侵袭性癌症潜在治疗靶点的潜力。

伦理批准和参与同意

本研究获得了中国科学技术大学第一附属医院生命科学与医学部（安徽省癌症医院）伦理委员会的批准。动物实验遵循ARRIVE指南进行。

资助

本研究得到了安徽省癌症医院青年基金会（2024YJQN002）和安徽省癌症医院青年基金会（2023YJQN004）的支持。

作者贡献声明

周慧：撰写——原始草案，方法学设计。李蕾：撰写——审阅与编辑，监督，概念构思。崔雅云：实验研究，数据分析，数据管理。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。