pNaktide通过逆转ATP1A1缺陷型肾透明细胞癌代谢重编程抑制SRC通路及肿瘤进展

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Cancer Gene Therapy 5

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  本研究针对肾透明细胞癌(ccRCC)中ATP1A1表达下调导致SRC信号异常激活及代谢紊乱的核心问题,通过多组学分析、分子对接和体内外实验,首次揭示pNaktide肽通过模拟ATP1A1功能,抑制SRC/ERK通路并逆转Warburg效应,显著抑制肿瘤生长。该研究为ccRCC提供了新的预后标志物和以ATP1A1-SRC轴为靶点的精准治疗策略。

  
肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)作为肾癌中最常见且侵袭性最强的亚型,占所有肾癌病例的80%,其5年生存率仅为5%,晚期患者治疗选择有限且疗效不佳。ccRCC的分子特征包括低氧诱导因子信号失调、染色质修饰酶突变以及独特的代谢重编程现象,其中Warburg效应(即有氧糖酵解增强)尤为突出。尽管手术和靶向治疗有所进展,但患者总体生存率仍不理想,亟需发现新的分子靶点和治疗策略。
ATP1A1基因编码Na+/K+-ATP酶(NKA)的α1亚基,这一膜嵌入通道蛋白在主动运输、能量代谢和信号转导中起关键作用。既往研究表明ATP1A1在多种肿瘤中表达异常,但其在ccRCC中的具体功能和机制尚未明确。值得注意的是,在肾细胞癌中,低ATP1A1表达与患者生存期缩短相关,而恢复其表达可显著延长生存时间。本研究通过数据库分析和临床样本验证,发现ATP1A1在ccRCC中显著下调,且与不良预后密切相关,提示其可能作为新的预后标志物和治疗靶点。
为了深入探索ATP1A1在ccRCC中的作用机制,研究人员综合利用TCGA数据库、组织芯片免疫组化、细胞模型和动物实验,并结合分子对接和代谢分析技术,系统评估了ATP1A1对肿瘤增殖、凋亡和代谢重编程的影响。主要技术方法包括:基于TCGA和UALCAN平台的生物信息学分析、免疫组化(IHC)和免疫荧光(IF)、慢病毒载体构建与稳定细胞系建立(过表达和敲低ATP1A1)、细胞增殖与凋亡检测(CCK-8、EdU、流式细胞术)、Seahorse XF细胞能量代谢分析(OCR和ECAR测量)、蛋白质免疫印迹(WB)、分子对接(AlphaFold3和PyMOL)、共免疫沉淀(Co-IP)以及裸鼠异种移植模型。
Downregulated expression of ATP1A1 in ccRCC is associated with poor prognosis
通过TCGA数据库分析和临床样本验证,发现ATP1A1在ccRCC肿瘤组织中mRNA和蛋白表达均显著下调,且低表达与患者总生存期(OS)、疾病特异性生存期(DSS)和无进展间隔(PFI)缩短显著相关。免疫组化结果显示70例ccRCC患者肿瘤组织中ATP1A1表达明显低于癌旁正常组织。
ATP1A1 inhibits the proliferation of ccRCC both in vitro and in vivo
在769-P和Caki-1细胞中过表达ATP1A1可显著抑制细胞增殖(CCK-8和EdU实验),而敲低ATP1A1则促进786-O细胞增殖。裸鼠移植瘤实验进一步证实,过表达ATP1A1可减小肿瘤体积和重量,并降低Ki67阳性细胞比例。
Key pathway regulation of ATP1A1 in ccRCC
共表达基因分析发现ATP1A1与氧化磷酸化(OXPHOS)相关基因(如PPARGC1A、SIRT1、AKT1)呈正相关,KEGG和GO富集分析表明ATP1A1参与调节能量代谢和线粒体功能。
ATP1A1 induces metabolic reprogramming via suppressing SRC/ERK signaling to promote apoptosis in ccRCC
过表达ATP1A1使细胞代谢从糖酵解转向氧化磷酸化,增加ROS产生和凋亡率。分子对接和Co-IP实验证实ATP1A1与SRC激酶直接结合,抑制其磷酸化及下游ERK信号通路。
Reactivation of SRC reverses the antitumor effects of ATP1A1
在ATP1A1过表达细胞中重新激活SRC(通过转染组成型活性突变体Y527F),可逆转其对增殖的抑制和代谢重编程效应,证实SRC是ATP1A1作用的关键下游靶点。
pNaktide significantly inhibits the proliferation of ccRCC and promotes a metabolic shift by suppressing the SRC pathway
pNaktide(ATP1A1功能模拟肽)处理可剂量依赖性地抑制ccRCC细胞增殖,诱导凋亡和ROS生成,并抑制SRC/ERK通路,模拟ATP1A1过表达的代谢和抗肿瘤效应。
pNaktide as an exogenous ATP1A1 additive restores inhibition of the SRC pathway in ccRCC
在ATP1A1敲低细胞中,pNaktide处理可逆转SRC磷酸化上调和糖酵解增强,恢复氧化磷酸化水平,证实其作为ATP1A1替代物的治疗潜力。
pNaktide could inhibit the growth of xenograft tumors
在裸鼠移植瘤模型中,pNaktide(10和25 mg/kg)处理显著减小肿瘤体积和重量,降低Ki67表达,并抑制SRC活性,验证其体内抗肿瘤效果。
研究结论表明,ATP1A1通过直接结合并抑制SRC激酶活性,调控细胞代谢从糖酵解向氧化磷酸化转变,增加ROS生成并诱导凋亡,从而抑制ccRCC进展。pNaktide作为ATP1A1的功能模拟肽,能够有效逆转SRC通路异常激活和代谢重编程,显著抑制肿瘤生长。该研究不仅揭示了ATP1A1-SRC轴在ccRCC中的关键作用,还为开发靶向这一通路的新型治疗策略提供了坚实理论基础和实验依据。鉴于pNaktide在体内外均表现出显著抗肿瘤活性,其有望成为ccRCC精准治疗的新候选药物,尤其适用于ATP1A1低表达患者。
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