HMGB1通过ZNF460调控BECN1诱导自噬促进结直肠癌细胞放射抵抗的机制研究

《Frontiers in Immunology》：Cytoplasmic HMGB1 promotes and interacts with BECN1 through ZNF460 to induce autophagy and accelerate radioresistance in colorectal cancer cells

本文揭示了细胞质HMGB1在结直肠癌（CRC）放射抵抗中的关键作用，通过转录因子ZNF460促进BECN1释放并直接结合BECN1激活自噬通路，为靶向HMGB1/ZNF460/BECN1轴增强放疗敏感性提供了新策略。

　　

引言

结直肠癌（CRC）是全球第三大常见恶性肿瘤，放疗抵抗是局部晚期CRC患者复发和治疗失败的主要原因。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在多种肿瘤中异常表达，但其在CRC放射抵抗中的作用尚未明确。本研究通过体内外实验探讨HMGB1在CRC放射抵抗中的功能及机制，重点关注其与自噬关键蛋白BECN1的相互作用。

HMGB1在CRC细胞辐射后的表达与定位

研究发现，CRC细胞系（HCT116、HT29等）中HMGB1的mRNA和蛋白表达均高于正常结肠上皮细胞（NCM460）。电离辐射（IR）处理后，HMGB1总表达量随辐射剂量（0-8 Gy）和时间（0-24 h）增加而升高，且从细胞核向细胞质转移。Western blot结果显示，细胞质HMGB1水平在4 Gy照射后显著上升，而核内HMGB1减少，表明辐射诱导了HMGB1的胞质转位。

HMGB1敲低增强CRC放射敏感性

通过慢病毒介导的shRNA敲低HMGB1后，CRC细胞增殖能力（CCK-8法）和克隆形成能力显著下降，放射增敏比（SER）在HCT116和HT29细胞中分别达1.57和1.14。流式细胞术显示，HMGB1敲低联合4 Gy照射可促进细胞凋亡（Annexin V/7-AAD染色）并增加G0/G1期阻滞，伴随cleaved caspase-3表达上调及细胞周期蛋白Cyclin D1水平变化。

体内实验验证HMGB1的放射增敏作用

在裸鼠皮下移植瘤模型中，HMGB1敲低联合10 Gy局部照射显著抑制肿瘤体积和重量增长。免疫组化（IHC）显示Ki67阳性细胞减少，TUNEL染色提示凋亡细胞增加，进一步证实HMGB1敲低可增强放疗效果。

HMGB1通过结合BECN1调控自噬

辐射后BECN1和LC3蛋白表达上调，而HMGB1敲低则抑制该过程。Co-IP和邻近连接实验（PLA）证实HMGB1与BECN1在细胞质内直接结合，分子对接分析显示二者结合能为-314.03 kcal/mol。此外，辐射促进BECN1向细胞质转移，且该过程依赖于HMGB1。

ZNF460介导BECN1的转录释放

生物信息学预测及双荧光素酶报告基因实验证实，转录因子ZNF460可结合BECN1启动子区（+1598至+1631）。染色质免疫沉淀（ChIP）验证其直接结合作用。ZNF460敲低显著降低辐射诱导的BECN1表达，而HMGB1敲低或辐射处理均调控ZNF460的mRNA和蛋白水平，表明HMGB1通过ZNF460促进BECN1释放。

HMGB1/BECN1轴在放射抵抗中的功能挽救实验

使用BECN1抑制剂（si-BECN1）或激活剂（Tat-BECN1）处理HMGB1敲低细胞，发现Tat-BECN1可逆转HMGB1敲低导致的克隆形成抑制、凋亡增加及G1期阻滞，并恢复自噬相关蛋白表达。在动物模型中，Tat-BECN1处理部分恢复HMGB1敲低肿瘤的增殖能力，证实HMGB1/BECN1轴的核心作用。

临床样本中HMGB1与BECN1的相关性

80对CRC组织IHC分析显示，HMGB1和BECN1在癌组织中高表达，且与TNM分期正相关。高BECN1表达患者总生存期更短，Pearson分析揭示HMGB1与BECN1表达呈正相关。

讨论与展望

本研究首次阐明HMGB1通过ZNF460转录调控BECN1并直接结合BECN1激活自噬，驱动CRC放射抵抗的分子环路。局限性包括临床样本量有限及移植瘤模型微环境复杂性。未来需结合类器官模型和空间转录组学深入探索肿瘤生态中该轴心的调控网络。

结论

HMGB1/ZNF460/BECN1轴是CRC放射抵抗的关键通路，靶向该轴可能为改善CRC放疗疗效提供新策略。