CAPS1下调通过G6PD介导的代谢重编程促进肝细胞癌转移及其靶向干预策略

本研究针对肝细胞癌（HCC）转移机制不明确的问题，揭示了CAPS1（钙依赖性分泌激活蛋白1）通过抑制G6PD（葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）二聚化调控磷酸戊糖途径（PPP）代谢重编程的新机制。研究人员发现miR-30d-5p介导的CAPS1下调通过ERK/GSK3β信号轴促进上皮-间质转化（EMT），而G6PD抑制剂6-AN可逆转该过程，为低CAPS1表达HCC患者提供了靶向治疗新策略。

　　

肝细胞癌（HCC）是全球范围内发病率和死亡率极高的恶性肿瘤，其预后差的主要原因是易发生肝内和肝外转移。代谢重编程作为癌症的显著特征，其中磷酸戊糖途径（PPP）通过产生NADPH和核糖-5-磷酸，在肿瘤细胞应对氧化应激和生物大分子合成中发挥关键作用。葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）作为PPP的限速酶，在多种癌症中表达异常，与肿瘤迁移、侵袭和化疗耐药密切相关。然而，G6PD在HCC中的调控机制尚不明确，且缺乏高效特异的抑制剂，限制了其临床转化应用。

近期发表在《Neoplasia》的研究由Xiahui Lin、Yingying Xu等研究人员开展，他们发现钙依赖性分泌激活蛋白1（CAPS1）作为一种新型G6PD调控因子，通过直接相互作用抑制G6PD二聚化和活性，从而抑制HCC转移。该研究不仅揭示了CAPS1缺失通过miR-30d-5p上调介导的代谢重塑机制，还证实G6PD抑制剂6-AN可有效逆转CAPS1缺失促发的转移表型，为HCC治疗提供了新的靶点和策略。

研究人员综合运用了临床样本分析（24对HCC及癌旁组织）、细胞功能实验（迁移侵袭 assays）、分子互作验证（Co-IP、GST pull-down、免疫荧光共定位）、代谢组学分析、体内外转移模型（裸鼠尾静脉注射）以及信号通路研究（Western blot、抑制剂干预）等多学科技术方法。临床样本来自复旦大学附属中山医院肝肿瘤研究所，所有实验均通过伦理审查。

CAPS1与G6PD相互作用并抑制其二聚化

通过生物信息学分析和LC-MS/MS技术，研究人员发现CAPS1与G6PD存在直接相互作用。免疫共沉淀和免疫荧光实验证实两者在HCC细胞中共定位。结构域映射实验表明CAPS1的C2结构域与G6PD的N端（1-200 aa）直接结合，而该区域对G6PD二聚化至关重要。功能实验显示CAPS1下调促进G6PD二聚体形成和酶活性升高，但不影响G6PD蛋白表达水平。这些结果说明CAPS1通过空间阻遏机制抑制G6PD活性。

G6PD活性参与CAPS1缺失诱导的EMT过程

代谢组学分析发现CAPS1敲低导致PPP代谢产物积累和NADPH/NADP⁺比率升高。令人意外的是，尽管NADPH水平上升（通常用于清除ROS），CAPS1缺失却引起ROS水平升高，这与NADPH氧化酶（NOX1/2）表达上调相关。进一步机制研究表明，CAPS1缺失通过激活ERK和GSK3β信号通路，上调转录因子Snail表达，从而诱导上皮-间质转化（EMT）。使用G6PD抑制剂6-AN或siG6PD可逆转CAPS1缺失引起的ROS升高、信号通路激活及EMT表型。

G6PD抑制逆转CAPS1缺失促发的HCC转移

体内外实验一致表明，CAPS1敲低显著增强HCC细胞迁移、侵袭和裸鼠肺/肝转移能力。而6-AN处理或G6PD敲除可有效逆转这些效应。分子水平上，6-AN恢复了EMT标志物（E-cadherin、N-cadherin、Vimentin、Snail）的正常表达，证实G6PD活性在CAPS1调控的转移过程中起关键作用。

CAPS1低表达主要源于miR-30d-5p上调

通过对TCGA数据库和临床样本分析，研究人员发现CAPS1在HCC中低表达主要与miR-30d-5p上调有关，而非基因突变或启动子甲基化。双荧光素酶报告基因实验证实miR-30d-5p直接靶向CAPS1的3'-UTR区域。功能回复实验表明miR-30d-5p抑制剂可逆转CAPS1敲低引起的EMT和转移表型。

CAPS1缺失与G6PD激活及EMT进展呈临床负相关

对15例HCC样本的免疫组化分析显示，CAPS1低表达组具有更高的G6PD活性和Snail表达，而E-cadherin表达降低。CAPS1蛋白水平与p-ERK1/2、p-GSK3β(S9)和Snail呈负相关，与E-cadherin呈正相关，临床数据支持实验结论。

该研究首次揭示CAPS1作为G6PD的新型负调控因子，通过抑制其二聚化降低PPP代谢流，从而抑制HCC转移。机制上，CAPS1缺失通过miR-30d-5p介导的上调，增强G6PD活性和NOX依赖性ROS产生，进而激活ERK/GSK3β/Snail信号轴诱导EMT。研究的重要价值在于提出G6PD抑制剂6-AN可针对性治疗CAPS1低表达HCC患者，解决了现有G6PD抑制剂缺乏特异性临床应用难题。该发现不仅深化了对HCC代谢重编程机制的理解，也为开发靶向PPP的精准治疗策略提供了理论依据和实验支持。