《Cell Death Discovery》:RECQL4 promotes the malignant progression of lung adenocarcinoma through the YBX1/G3BP1-mediated NF-κB signaling pathway
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本研究揭示了DNA解旋酶RECQL4在肺腺癌(LUAD)中的致癌作用及分子機制。研究發現RECQL4在LUAD組織中異常高表達,且與患者不良預后相關。功能實驗證實RECQL4通過作為支架蛋白增強YBX1與G3BP1的相互作用,進而激活NF-κB信號通路,促進LUAD細胞增殖、遷移和侵襲。該研究為LUAD提供了新的預后生物標志物和潛在治療靶點。
Abstract
肺腺癌(Lung Adenocarcinoma, LUAD)作為非小細胞肺癌的主要亞型,其高發病率和死亡率仍是全球健康挑戰。RecQ樣解旋酶4(RECQL4)是DNA解旋酶家族成員,在DNA復制、損傷修復及腫瘤進展中起關鍵作用,但其在LUAD中的具體分子機制尚未明確。本研究通過臨床樣本分析發現,RECQL4在LUAD組織中表達顯著上調,且高表達與患者不良預后及更差的臨床病理特征相關。功能獲得與功能缺失實驗表明,RECQL4可促進LUAD細胞的增殖、遷移和侵襲能力。基因集富集分析(GSEA)和京都基因與基因組百科全書(KEGG)通路分析提示RECQL4激活NF-κB信號通路。機制研究表明,RECQL4作為支架蛋白促進Y盒結合蛋白1(YBX1)與GTP酶激活蛋白SH3結構域結合蛋白1(G3BP1)的相互作用,從而激活NF-κB信號通路,驅動LUAD惡性進展。本研究首次闡明RECQL4通過YBX1/G3BP1介導的NF-κB信號通路促進LUAD進展,提示RECQL4有望成為LUAD的新型預后生物標志物和治療靶點。
Introduction
非小細胞肺癌(NSCLC)中LUAD是最常見的組織學類型,盡管分子靶向治療和免疫治療改善了患者預后,但其總體生存率仍不理想。RECQL4作為RecQ解旋酶家族成員,不僅參與核與線粒體基因組穩定性維護,還在多種腫瘤(如胃癌、卵巢癌、宮頸癌等)中發揮癌基因功能。然而,RECQL4在LUAD中的表達模式、臨床意義及作用機制尚不清楚。本研究旨在探討RECQL4在LUAD中的表達、功能及其分子機制。
Results
RECQL4在LUAD患者中顯著高表達且與不良預后相關
泛癌分析顯示RECQL4在多種癌癥(包括LUAD)中高表達。TCGA和GEO數據集分析證實RECQL4 mRNA在LUAD組織中顯著高于正常肺組織。生存分析顯示RECQL4高表達患者總生存期更短。組織芯片免疫組化(IHC)顯示RECQL4蛋白在LUAD組織中表達升高,且與年齡和組織病理分級相關。Cox回歸分析表明RECQL4是LUAD的獨立預后因素。體外實驗顯示LUAD細胞系(A549、NCI-H1299、PC-9、NCI-H1975)中RECQL4表達高于人支氣管上皮細胞。
RECQL4促進LUAD細胞體外增殖、遷移和侵襲
在PC-9和NCI-H1299細胞中敲低RECQL4可抑制細胞增殖(CCK-8、EdU、集落形成實驗)、阻滯細胞周期(G1期增加,S期減少),并下調細胞周期相關蛋白(CDK2、CDK4、CCND1、CCNE1)。相反,在A549細胞中過表達RECQL4則促進增殖和周期進程。傷口愈合和Transwell實驗表明RECQL4增強細胞遷移和侵襲能力,并調控上皮-間質轉化(EMT)標志物(E-鈣黏蛋白上調,N-鈣黏蛋白和Vimentin下調)。
RECQL4在體內促進LUAD腫瘤生長和轉移
裸鼠皮下成瘤實驗顯示,敲低RECQL4可減小腫瘤體積、重量并降低Ki-67表達,而過表達RECQL4則促進腫瘤生長。肺轉移模型中,RECQL4敲低減少肺轉移灶數量和生物發光信號,而過表達則增強轉移能力。
RECQL4通過激活NF-κB信號通路促進LUAD進展
轉錄組測序發現RECQL4敲低后NF-κB通路顯著下調。Western blot(WB)顯示RECQL4正調控NF-κB(p65)、p-NF-κB(p-p65)和p-IκBα表達。IHC證實RECQL4調控皮下瘤中NF-κB(p65)表達。
RECQL4與YBX1和G3BP1相互作用
GeneMANIA數據庫提示RECQL4與YBX1、G3BP1存在相互作用。免疫共沉淀(Co-IP)和免疫熒光(IF)實驗證實RECQL4與YBX1/G3BP1在細胞質中形成復合物。RECQL4不改變YBX1/G3BP1表達水平,但增強二者結合。救援實驗表明,敲低YBX1或G3BP1可部分逆轉RECQL4過表達引起的NF-κB通路激活和惡性表型。
Discussion
本研究首次揭示RECQL4在LUAD中通過支架作用增強YBX1/G3BP1互作,激活NF-κB信號通路,促進腫瘤惡性進展。RECQL4的胞質定位提示其具有DNA修復外的多重功能。靶向RECQL4可能為LUAD治療提供新策略,但需注意其對正常細胞的影響。
Materials and Methods
研究使用LUAD組織芯片、細胞系(包括HBE、A549等)及裸鼠模型,通過qRT-PCR、WB、Co-IP、IF、IHC、轉錄組測序等技術驗證RECQL4的功能與機制。統計學分析采用t檢驗、ANOVA、Kaplan-Meier生存分析和Cox回歸模型。