RTN4IP1驱动乳腺肿瘤发生：分子机制揭示其表达升高与增殖增强、凋亡抑制及治疗抵抗之间的关联

《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》：RTN4IP1 drives breast tumorigenesis: Molecular mechanisms linking elevated expression to enhanced proliferation, suppressed apoptosis, and therapeutic resistance

RTN4IP1在乳腺癌中高表达并与临床分期、分子分型及预后相关，沉默该基因抑制肿瘤生长并增强化疗敏感性。

　　

何伟杰|姜一玲|姜宝红|唐远斌|曾丽君|罗伦奇|廖晓琳|吴思轩|谭叶茹|李月华

中南大学湘雅医学院第一附属医院肿瘤科，中国湖南省衡阳市

摘要

RTN4IP1的异常表达与多种病理现象相关，包括恶性肿瘤，但其在乳腺癌（BC）中的作用尚未得到充分研究。本研究结合基于TCGA的生物信息学分析和实验验证，以表征RTN4IP1相关的表型特征。与正常乳腺组织相比，RTN4IP1的mRNA和蛋白质水平在乳腺癌组织中升高，其高表达与晚期T/N分期、HER2阳性、侵袭性PAM50亚型以及较低的PR/ER状态相关。临床数据显示，RTN4IP1表达升高在黑人/非裔美国患者、绝经后女性和浸润性导管癌病例中更为常见。此外，RTN4IP1表达升高与TNBC和HER2阳性亚组的总体生存率降低有关。功能实验表明，RTN4IP1沉默可抑制MCF-7和MDA-MB-453细胞系的增殖，促进细胞凋亡，并抑制移植瘤的生长；而其过表达则表现出相反的效果。RTN4IP1的表达还与肿瘤免疫微环境的特征以及对他莫昔芬和紫杉醇的不同反应相关；RTN4IP1的抑制与药物敏感性提高相关，而过表达则与反应减弱相关。这些发现表明，RTN4IP1与乳腺癌的进展、预后和治疗反应密切相关，支持其作为生物标志物和潜在治疗靶点的价值。

引言

尽管在诊断和治疗方面取得了显著进展，乳腺癌（BC）仍然是女性癌症相关死亡的主要原因[1]。2020年，乳腺癌影响了226万名女性，并导致近68.5万人死亡，其中大多数发生在发展中国家[2]。生存率存在差异：发达国家的五年生存率超过80%，而在印度低于70%，南非则低于50%，这主要是由于早期检测和及时治疗的不足[3],[4]。在资源有限的环境中，超过一半的患者处于晚期或转移性阶段[5]。因此，确定可靠的分子标志物对于改善早期诊断、预后、治疗反应预测和靶向治疗开发至关重要。

RTN4IP1基因位于6q21染色体上，编码一种富含线粒体的泛素醇氧化还原酶，广泛分布于心脏、肌肉、肾脏、肝脏和胎盘。最新研究表明，RTN4IP1突变与智力障碍、脑病、共济失调、视神经萎缩和癫痫发作等疾病有关[6]。RTN4IP1的突变可能与发育迟缓、癫痫、视神经萎缩和舞蹈样运动障碍密切相关，这些表现可能是由于RTN4IP1表达异常导致的线粒体呼吸链缺陷所致[7],[8]。

关于RTN4IP1在癌症中的研究仍然有限。基因表达分析显示，RTN4IP1在具有内脏转移的肿瘤中的表达水平高于非转移性肿瘤[9]。在滤泡性和乳头状甲状腺癌（THCA）中，其表达显著下调，并与肿瘤大小增大相关[10]。在食管鳞状细胞癌中，RTN4IP1表达显著上调，其敲低可抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡[11]。在乳腺癌中，RTN4IP1的表达或甲基化状态与疾病进展和患者预后密切相关，提示其作为表观遗传生物标志物的潜力[12]。

作为一种与线粒体相关的基因，RTN4IP1可能参与乳腺癌中的关键治疗相关过程。线粒体代谢重编程会促进化疗耐药性，而靶向线粒体途径可以提高治疗效果[13]。由于线粒体代谢还影响T细胞和巨噬细胞的功能，它在调节肿瘤免疫微环境中起着关键作用[14]，已有几种线粒体相关基因被提出作为乳腺癌的治疗靶点[15]。因此，如果RTN4IP1影响肿瘤进展、免疫调节或化疗反应，它可能具有作为生物标志物和治疗靶点的价值。同时，如拉曼光谱等无创诊断技术的进步提高了乳腺癌的分子分型准确性，但这些技术主要依赖于组织的物理化学特性，需要与稳定的分子标志物结合以提高精度[16],[17]。因此，发现和验证新的生物标志物对于改善早期检测、分型和风险分层仍然至关重要。

尽管RTN4IP1具有潜在价值，但其在乳腺癌中的具体功能和分子机制仍大部分不清楚。关于其在肿瘤发生、免疫调节和化疗反应中的作用的证据仍然不足。现有研究主要关注RTN4IP1在中枢神经系统疾病中的突变[18],[19]，肿瘤学研究较少，仅有限关于其异常表达的报道[10]。生物信息学分析将RTN4IP1与乳腺癌预后相关联，但这些关联仍属于描述性层面，缺乏细胞或动物模型中的验证[20]。总体而言，尽管RTN4IP1在生物学上可能对乳腺癌重要，但迫切需要系统的功能和机制研究来明确其在肿瘤进展、免疫调节和治疗反应中的作用。

基于此背景，本研究结合生物信息学、临床数据以及体外和体内实验，系统地研究了乳腺癌中的RTN4IP1，重点关注其表达模式、预后价值、与免疫微环境的相关性以及对化疗反应的影响。通过引入机制分析和SEanalysis 2.0等系统生物学工具，本研究超越了单纯的表达水平关联，提出了进一步研究的调控途径。这些发现旨在阐明RTN4IP1的生物学功能，并为其作为诊断或治疗靶点的开发提供基础证据。

基于癌症基因组图谱（TCGA）分析的RTN4IP1在乳腺癌中的差异表达和临床相关性

从TCGA中检索了乳腺癌的转录组数据和匹配的临床记录。仅纳入了确诊为乳腺癌且具有完整RNA测序数据的患者。排除了总体生存期（OS）小于30天、样本重复或质量不足或缺少关键临床注释的病例。过滤后，保留了1099个RNA-seq数据集（HTSeq-FPKM和HTSeq-count）和1083名患者的临床数据。

不同癌症中RTN4IP1的差异表达

越来越多的证据表明，基因表达失调有助于肿瘤的发生和发展。为了明确RTN4IP1在人类癌症中的表达情况，我们基于TCGA转录组数据进行了泛癌症分析。

我们首先比较了33种TCGA癌症类型中肿瘤样本与匹配正常组织之间的RTN4IP1 mRNA水平（图1A和表2）。RTN4IP1在乳腺癌、宫颈鳞状细胞癌和子宫内膜腺癌中的表达显著升高

讨论

乳腺癌是全球女性中最常见的恶性肿瘤之一。尽管早期疾病通常可以治愈[24]，但由于缺乏无创早期筛查工具、治疗耐药性和转移进展，总体预后仍然不佳[25],[26],[27]。TNBC约占病例的20%，其特点是高度侵袭性、明显的异质性以及缺乏有效的治疗靶点，使其成为临床治疗中最具挑战性的亚型

缩写

AUC
曲线下面积
ABC
亲和素-生物素复合物
ACC
肾上腺皮质癌
aDC
活化树突状细胞
ATCC
美国典型培养物保藏中心
BP
生物过程
BC
乳腺癌
BSA
牛血清白蛋白
CC
细胞成分
CESC
宫颈鳞状细胞癌和子宫内膜腺癌
CI
置信区间
COAD
结肠腺癌
DC
树突状细胞
DEGs
差异表达基因
DLBC
弥漫性大B细胞淋巴瘤
DSS
疾病特异性生存
ESCA
食管癌
FBS
胎牛血清
FC
折叠

CRediT作者贡献声明

何伟杰：数据整理、概念构思。姜一玲：资金获取、正式分析。姜宝红：研究实施、资金获取、正式分析。曾丽君：方法学设计、正式分析。罗伦奇：资源提供、项目管理、方法学设计。廖晓琳：数据可视化、验证、监督、软件使用。吴思轩：数据可视化、验证、监督。谭叶茹：初稿撰写、数据可视化。李月华：初稿撰写、审稿与编辑

伦理批准和参与同意

本研究获得了中南大学第一附属医院伦理委员会的批准（批准编号：2020062），并符合《赫尔辛基宣言》规定的伦理标准。所有患者在参与研究前均签署了书面知情同意书。

资助

本研究得到了湖南省卫生健康委员会（编号B202303109577、D202303109450）、湖南省自然科学基金（2025JJ60586、2023JJ60495、2023JJ60496）以及中南大学临床医学研究4310计划（20224310NHYCG07）的资助。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

无。