Nature子刊丨銳博助力揭示miR-365/HOXA9/HIF-1α調控皮膚鱗狀細胞癌發展機制
2018年4月16日，Nature子刊《Nature Communications》刊登了南方醫科大學丁振華課題組題為HOXA9 Inhibits HIF-1α-Mediated Glycolysis through Interacting with CRIP2 to Repress Cutaneous Squamous Cell Carcinoma Development的研究成果，報道了在紫外輻射誘導皮膚鱗癌發病的分子機制研究中的重要進展，該研究成果為皮膚鱗癌提供了新的潛在治療靶點。
研究背景
皮膚鱗狀細胞癌（cSCC）是全球范圍內發病率第二的癌癥，其惡性程度高、轉移能力強、生存率低。過量紫外輻射暴露是誘發cSCC的首要環境因素，亟需深入了解紫外線誘發cSCC的分子機制、開發有效的cSCC新療法。低氧誘導因子HIF-1α對紫外輻射敏感，其表達水平與cSCC細胞增殖和糖酵解代謝水平密切相關，并與cSCC分級呈正相關，但之前的研究并未揭示其調控機理。
幾項主要的研究成果
1） 鑒定cSCC中的HOXA9
研究發現癌基因miR-365在cSCC中異常過表達，通過數據庫預測及熒光素酶報告基因實驗顯示miR-365直接靶向HOXA9的3’UTR。隨后表達譜分析發現HOXA9表達水平在cSCC中顯著下調,敲降miR-365可使HOXA9表達上調。
2）HOXA9體外功能研究
隨后，通過siRNA將cSCC中的HOXA9敲降，發現cSCC細胞增殖、遷移、侵襲能力急劇增加，凋亡減少；挽救實驗及過表達HOXA9則能抑制細胞增殖、遷移、侵襲，促進凋亡。表明HOXA9可抑制cSCC細胞的腫瘤生長、遷移和侵襲。
3）HOXA9調控cSCC中的信號通路
為進一步理解HOXA9在cSCC中介導的分子事件，對siNC和siHOXA9處理的cSCC細胞進行RNA-Seq。發現siHOXA9處理的細胞中有3545個轉錄本顯著調節，GO及KEGG分析發現HIF-1信號通路顯著增強，并且該通路中與糖酵解代謝相關的8個基因HIF-1α、GLUT1 (SLC2A1)、HK2、PDK1、PFKL、PGK1、PFKFB3和ENO2的表達水平顯著上調。
HOXA9是否調節cSCC細胞的糖酵解代謝過程？研究發現減少HOXA9可增強糖酵解代謝并抑制氧化磷酸化（OXPHOS）；挽救實驗及過表達HOXA9則抑制糖酵解并促進OXPHOS，表明HOXA9缺失可促進cSCC細胞的糖酵解代謝。
4）作用機制研究
通過qRT-PCR及 western blot驗證了HOXA9缺失可上調HIF-1α及其下游糖酵解代謝基因。進一步研究發現HOXA9可抑制HIF-1α的表觀遺傳活性。
隨后，通過免疫沉淀、HPLC-MS和western blot發現HOXA9可與抗癌轉錄因子CRIP2相互作用，HOXA9過表達會導致CRIP2蛋白下拉增強。CRIP2功能缺失性實驗發現敲降CRIP2導致HIF-1α、HK2、GLUT1和PDK1的蛋白表達顯著上調，cSCC細胞增殖、遷移、侵襲增強。此外，CRIP2缺失還會導致糖酵解增強并抑制氧化磷酸化。進一步的實驗顯示，當CRIP2缺失時，HOXA9不再抑制HIF-1α及其下游糖酵解基因的表達，消除了HOXA9在代謝調節中的功能。表明了HOXA9以CRIP2依賴性方式抑制糖酵解作用。證實了HOXA9與CRIP2相互作用調控HIF-1α及其下游糖酵解基因的表觀遺傳調控機制。
5）體內功能驗證
通過構建異種移植腫瘤模型，發現HOXA9缺失導致腫瘤大小顯著增強，HIF-1α及其下游糖酵解代謝基因顯著上調，此外還導致葡萄糖攝取和保留（代謝調控）增強（fig8）。HOXA9過表達則結果相反。體內實驗表明HOXA9通過負調控HIF-1α及其下游糖酵解基因（包括GLUT1、HK2和PDK1）來抑制糖酵解。
