DLST 通过调节 p38 MAPK 信号通路来介导骨肉瘤细胞的恶性进展

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：DLST mediates the malignant progression of osteosarcoma cells by regulating the p38 MAPK signaling pathway

骨肉瘤中DLST促进增殖迁移及抑制凋亡，并通过调控p38 MAPK信号通路影响肿瘤生长。本研究通过细胞实验和动物模型验证了DLST在骨肉瘤恶性表型中的作用机制。

　　

郭冲|廖开琼|徐凯|张炯峰|陈光龙|罗晓辉|杨军|戴正才|吕晓斌|张菲菲|张志平

江西省南昌市南昌大学第三附属医院第一医院骨科，邮编330008，中国

摘要：

背景

本研究探讨了二氢硫辛酸琥珀酰转移酶（DLST）在骨肉瘤发生和发展中的作用。

方法

通过CCK-8、克隆形成实验、划痕实验、Transwell实验和流式细胞术评估细胞功能。利用定量实时PCR（qRT-PCR）和Western blotting技术检测相关基因在mRNA和蛋白质水平上的表达情况。通过RNA测序分析DLST的调控机制。最后，使用建立的动物模型评估体内肿瘤生长情况。

结果

DLST在骨肉瘤中高度表达。敲低DLST会限制骨肉瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和抗凋亡能力。RNA测序显示DLST能够影响p38 MAPK信号通路。功能验证进一步表明，p38 MAPK信号通路抑制剂能够逆转DLST敲低引起的骨肉瘤细胞的恶性变化。在体内实验中，敲低骨肉瘤动物模型中的DLST基因可减缓肿瘤生长。

结论

本研究发现，DLST通过p38 MAPK信号通路促进骨肉瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和抗凋亡，以及肿瘤生长。这些结果为骨肉瘤的临床治疗提供了新的视角。

引言

骨肉瘤起源于骨组织，属于恶性结缔组织肿瘤[1]。该病主要影响儿童和老年人[2]。临床上，早期症状包括局部疼痛、肿胀和活动受限。随着疾病进展到晚期，患者可能出现全身转移，伴随广泛性疼痛、病理性骨折和多器官衰竭，甚至危及生命[3][4]。值得注意的是，骨肉瘤占原发性恶性骨肿瘤发病率的35%[5]，其高恶性度和极差的预后成为当前医学研究的重点和挑战。因此，积极探索和开发新的高效靶向诊断和治疗策略至关重要。

二氢硫辛酸琥珀酰转移酶（DLST）属于2-氧戊二酸脱氢酶家族，参与细胞代谢[6]。DLST编码α-酮戊二酸脱氢酶复合物的E2亚基[7]，该复合物是催化α-酮戊二酸氧化脱羧反应的核心成分[8]。DLST基因在心脏、肾脏和神经系统等多种组织中广泛表达[9][10][11]，表明其在生物体中具有多种功能。研究表明DLST与肝细胞癌的发展有关[12]。Sheu等人[13]发现DLST的缺失可引发阿尔茨海默病。此外，研究人员发现小鼠中线粒体DLST的缺失会加剧淀粉样斑块的形成并增加β-淀粉样寡聚体（硝基酪氨酸）的水平，从而导致空间学习记忆缺陷[14]。尽管在DLST的研究方面取得了显著进展，但仍存在许多未解决的问题。特别是，目前尚不清楚DLST在骨肉瘤中的具体功能和机制。

本研究发现骨肉瘤患者中DLST的表达水平显著升高，显示出较高的诊断价值。进一步研究发现DLST通过p38 MAPK信号通路影响骨肉瘤的恶性行为。我们的研究揭示了DLST在骨肉瘤中的作用机制，旨在为这种癌症的诊断和治疗提供新的思路。

数据来源

与骨肉瘤转录本相关的数据来自GEO数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gds/?term=），数据集编号为GSE16088，数据收集时间为2024年2月13日。使用Sangerbox（http://sangerbox.com/）对数据进行了分析和处理。

细胞培养

四种人类骨肉瘤细胞系（U2OS、143B、SJSA-1、MG63）和一种人类成骨细胞系（hFOB1.19）均来自中国上海的国家动物细胞培养中心（NCACC）。

DLST在骨肉瘤中高度表达

最初，基于GEO数据库GSE16088的分析显示DLST在骨肉瘤患者中高度表达（图1A）。随后，通过qRT-PCR检测正常成骨细胞和骨肉瘤细胞中DLST的mRNA水平变化，发现其在骨肉瘤细胞中也高度表达（图1B）。接着通过免疫组化（IHC）在临床患者中进行验证，结果显示DLST在骨肉瘤组织中的表达高于邻近正常组织。

讨论

骨肉瘤具有强烈的侵袭性和转移能力，是一种高度恶性的肿瘤[15]。尽管医学技术的进步改善了骨肉瘤的治疗效果，但仍面临诸多挑战[16]。骨肉瘤的肺转移成为限制患者生存率进一步提高的瓶颈，约30-50%的患者会发生肺转移[17]。此外，化疗耐药性也是另一个问题。

结论

总体而言，DLST在骨肉瘤组织中表达水平显著。DLST促进骨肉瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，同时抑制凋亡，并促进体内肿瘤生长。从机制上看，DLST通过调节p38 MAPK信号通路影响骨肉瘤细胞的恶性进展。我们希望这些发现能为骨肉瘤的治疗提供新的见解。

作者贡献声明

吕晓斌：验证、数据分析。郭冲：撰写初稿、项目管理、资金获取、概念构思。廖开琼：撰写初稿、项目管理、资金获取、概念构思。张菲菲：撰写与编辑、方法学研究、资金获取。张志平：撰写与编辑、方法学研究、资金获取。陈光龙：数据管理。罗晓辉：数据可视化、资源准备。徐凯：撰写初稿

伦理批准

本研究遵循赫尔辛基宣言进行，所有程序均符合相关法律法规和机构指南，并获得了南昌第一医院医学伦理委员会的批准（批准编号：shen 2024[018]）。所有方法均按照适当的指南和规定执行，确保尊重受试者的隐私权，并在实验前获得了受试者的知情同意。

数据获取

数据可应要求提供。

资助

本研究得到了南昌市科学技术局（资助编号：2019-258和2021-129，资助对象为ZZPZ）、国家自然科学基金（资助编号：82360033，资助对象为FFZ）、江西省自然科学基金（资助编号：20242BAB20402，资助对象为FFZ）以及江西省研究生创新专项基金（项目编号：YC2021-S211，资助对象为ZZD）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

无。