BACH1通過轉(zhuǎn)錄上調(diào)LDHA和MCT4的表達(dá)來促進(jìn)乳酸代謝，從而抑制肝內(nèi)膽管癌細(xì)胞中的鐵死亡（ferroptosis）過程
《Cellular Signalling》：BACH1 promotes lactate metabolism by transcriptionally upregulating LDHA and MCT4 expression to inhibit ferroptosis in intrahepatic cholangiocarcinoma cells
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鐵死亡調(diào)控因子BACH1通過抑制脂質(zhì)過氧化和促進(jìn)乳酸代謝增強(qiáng)肝內(nèi)膽管癌順鉑耐藥性，為開發(fā)靶向治療提供新思路。
馬宇辰|吳嘉明|趙浩然|范偉旺|王秦云|莊曉曉|張麗穎|張新晨
中國黑龍江省哈爾濱市學(xué)府路246號，郵編150086
摘要
鐵死亡是一種依賴鐵的非凋亡性細(xì)胞死亡形式，由脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物的積累引起。它參與順鉑誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞死亡，并在“協(xié)同增強(qiáng)”和“耐藥性調(diào)節(jié)”中發(fā)揮雙重作用。此外，鐵死亡通過類似于順鉑的機(jī)制增強(qiáng)抗腫瘤活性。腫瘤細(xì)胞中鐵死亡防御系統(tǒng)的激活可能導(dǎo)致順鉑耐藥性。順鉑是肝內(nèi)膽管癌（ICC）的一線化療藥物；然而，藥物耐藥性會降低其療效。因此，探索ICC中與鐵死亡相關(guān)的因素可能有助于解決順鉑耐藥性問題。此外，這些因素可能成為新的治療靶點。我們通過整合癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas）和鐵死亡數(shù)據(jù)庫（Ferroptosis Database）的數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)了BTB和CNC同源物1（BACH1）。BACH1在ICC中上調(diào)，并與不良預(yù)后相關(guān)。它促進(jìn)ICC進(jìn)展，并結(jié)合乳酸脫氫酶A（LDHA）和單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白4（McT4）的啟動子，以增強(qiáng)乳酸代謝。乳酸作為一種關(guān)鍵的下游效應(yīng)物，可以通過多種機(jī)制抑制鐵死亡，如調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鐵水平、提高抗氧化系統(tǒng)的效力以及抑制關(guān)鍵的鐵死亡執(zhí)行分子。進(jìn)一步的研究證實，BACH1通過調(diào)節(jié)“BACH1-LDHA/McT4-乳酸代謝-鐵死亡抑制”軸，特異性地減輕順鉑引發(fā)的腫瘤細(xì)胞死亡，從而導(dǎo)致ICC細(xì)胞的順鉑耐藥性。我們的發(fā)現(xiàn)表明，通過這一調(diào)控軸，BACH1誘導(dǎo)順鉑耐藥性，并可能成為ICC的治療靶點。
引言
肝內(nèi)膽管癌（ICC）是一種侵襲性強(qiáng)的膽道惡性腫瘤，預(yù)后極差，5年總生存率（OS）≤10% [1,2]。由于其早期癥狀隱匿，大多數(shù)患者在晚期才被診斷出來，且具有廣泛的肝內(nèi)轉(zhuǎn)移傾向 [3,4]。目前，多學(xué)科綜合治療是主要干預(yù)策略，順鉑仍是首選的聯(lián)合化療方案 [5,6]。然而，≥50%的患者在化療6-8個月內(nèi)會出現(xiàn)順鉑耐藥性，這顯著限制了治療效果 [7,8]。因此，闡明順鉑耐藥性的分子機(jī)制對于開發(fā)針對性的逆轉(zhuǎn)策略以解決這一未滿足的臨床需求至關(guān)重要。
鐵死亡是一種受調(diào)控的細(xì)胞死亡（RCD）形式，其特征是依賴鐵的脂質(zhì)過氧化和活性氧（ROS）的積累，與傳統(tǒng)RCD模式不同 [9]。越來越多的證據(jù)表明，鐵死亡失調(diào)與非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）和肝細(xì)胞癌（HCC）等癌癥中的順鉑耐藥性有關(guān)，在這些癌癥中，鐵死亡抑制因子（如GPX4、SLC7A11）的過表達(dá)會驅(qū)動耐藥性，而鐵死亡的激活則會恢復(fù)順鉑敏感性 [[10], [11], [12], [13]]。然而，鐵死亡在ICC治療中的作用仍需進(jìn)一步研究 [14]，目前僅有關(guān)于鐵死亡相關(guān)通路異常激活的初步報道，尚未發(fā)現(xiàn)將鐵死亡與耐藥性逆轉(zhuǎn)聯(lián)系起來的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。
BTB和CNC同源物1（BACH1）是一種轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)節(jié)代謝和氧化應(yīng)激 [15]。在腫瘤中，BACH1通過抑制鐵死亡和激活糖酵解來促進(jìn)腫瘤發(fā)生和化療耐藥性，使癌細(xì)胞能夠適應(yīng)腫瘤微環(huán)境中的ROS和代謝異常 [16,17]。此外，BACH1過表達(dá)與多種惡性腫瘤的不良預(yù)后和化療耐藥性相關(guān) [18,19]。然而，其在ICC中通過鐵死亡調(diào)節(jié)機(jī)制促進(jìn)順鉑耐藥性的作用尚未得到研究。
在本研究中，我們將癌癥基因組圖譜（TCGA）膽管癌（CHOL）隊列的RNA測序數(shù)據(jù)與鐵死亡數(shù)據(jù)庫（FerrDb V2）進(jìn)行了整合，并使用臨床樣本驗證了候選基因，最終確定BACH1是一個關(guān)鍵靶點。體外和體內(nèi)實驗證實了BACH1在ICC中的致癌作用。通過染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）和共免疫沉淀-質(zhì)譜（Co-IP/MS），我們發(fā)現(xiàn)乳酸脫氫酶A（LDHA）是BACH1的下游靶點，BACH1在轉(zhuǎn)錄水平上上調(diào)LDHA以抑制鐵死亡。此外，我們建立了一種順鉑耐藥的ICC細(xì)胞系（HCCC-9810-R），并發(fā)現(xiàn)BACH1在耐藥細(xì)胞中高表達(dá)；靶向BACH1能有效逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥性。總體而言，本研究確定了BACH1作為ICC順鉑耐藥性的新治療靶點，并闡明了其分子機(jī)制和臨床意義，為克服化療耐藥性提供了依據(jù)。
研究部分摘錄
臨床組織樣本收集
本研究中分析的ICC組織和相應(yīng)的正常膽管組織樣本來自2020年1月至2025年1月期間在我們機(jī)構(gòu)接受手術(shù)切除的ICC患者。所有樣本采集方案均符合倫理標(biāo)準(zhǔn)，并獲得了我們機(jī)構(gòu)醫(yī)學(xué)倫理委員會的批準(zhǔn)（EC批準(zhǔn)編號：YJSKY2023–427）。
參與者的納入標(biāo)準(zhǔn)如下：年齡18-75歲，組織學(xué)確診為...
從公共基因數(shù)據(jù)庫中挖掘ICC中與鐵死亡相關(guān)的差異表達(dá)基因
首先，我們從TCGA數(shù)據(jù)庫中檢索了膽管癌患者的RNA-seq數(shù)據(jù)。DESeq2方法共鑒定出268個上調(diào)基因和154個下調(diào)的差異表達(dá)基因（圖1A）。KEGG通路富集分析顯示，上調(diào)的差異表達(dá)基因在氧化磷酸化、化學(xué)致癌-ROS和線粒體功能調(diào)節(jié)等通路中顯著富集——這些通路都與核心過程密切相關(guān)...
討論
ICC有多種治療選擇，其中化療起著關(guān)鍵作用 [20]。手術(shù)是一種重要的治療方式；然而，在大多數(shù)情況下，患者在最佳手術(shù)時機(jī)已經(jīng)過去后才被診斷出來 [2]。放療對某些患者亞組有效，但單獨使用時效果有限 [21]。盡管近年來靶向治療和免疫治療有所進(jìn)展，但其適用人群相對狹窄 [22,23]。
CRediT作者貢獻(xiàn)聲明
馬宇辰：撰寫原始稿件、數(shù)據(jù)可視化、驗證、軟件使用、方法學(xué)設(shè)計、實驗實施、數(shù)據(jù)分析、概念構(gòu)建。吳嘉明：撰寫原始稿件、數(shù)據(jù)可視化、實驗實施、數(shù)據(jù)分析、概念構(gòu)建。趙浩然：數(shù)據(jù)可視化、軟件使用、數(shù)據(jù)分析。范偉旺：實驗實施、數(shù)據(jù)管理。王秦云：實驗實施、數(shù)據(jù)分析。莊曉曉：數(shù)據(jù)可視化、實驗實施、數(shù)據(jù)分析。張麗穎：
利益沖突聲明
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