线粒体核糖体蛋白L12通过调控线粒体生物合成介导透明细胞肾细胞癌代谢重组的作用机制研究

《Cell Communication and Signaling》：Mitochondrial ribosomal protein L12 mediates metabolic reorganization in clear cell renal cell carcinoma by regulating mitochondrial biosynthesis

本研究针对透明细胞肾细胞癌（ccRCC）中线粒体功能障碍和Warburg效应的代谢异常，揭示了线粒体核糖体蛋白MRPL12通过调控线粒体生物合成和氧化磷酸化（OXPHOS）抑制肿瘤进展的新机制。研究人员通过多组学分析、体内外实验证实MRPL12低表达与患者不良预后相关，并发现HIF-1α作为转录抑制因子调控MRPL12表达。该研究为ccRCC的靶向治疗提供了新策略，对理解肿瘤代谢重组具有重要意义。

　　

透明细胞肾细胞癌（ccRCC）作为肾癌中最常见的亚型，占散发性肾癌病例的70%以上，其典型特征是线粒体功能障碍和Warburg效应（即在有氧条件下增强糖酵解）。尽管手术、靶向治疗和免疫治疗取得进展，ccRCC仍难以治愈，患者生存率较低。代谢异常是肿瘤的核心特征，但ccRCC中Warburg效应与氧化磷酸化（OXPHOS）之间的调控关系尚未明确。线粒体核糖体蛋白L12（MRPL12）在调控线粒体生物合成中发挥关键作用，它通过促进线粒体转录（与POLRMT相互作用）影响OXPHOS。既往研究表明MRPL12在糖尿病肾病（DKD）和急性肾损伤（AKI）中具有保护作用，但在ccRCC中的功能尚不清楚。此外，ccRCC中最常见的遗传改变是VHL基因突变导致缺氧诱导因子HIF-1α积累，但HIF-1α如何直接调控线粒体功能蛋白仍需深入探索。

研究人员利用TCGA和CPTAC数据库分析、组织微阵列、体外细胞实验（包括qRT-PCR、Western blot、免疫荧光、Transwell、CCK-8、EdU、Seahorse能量代谢分析）、染色质免疫沉淀（ChIP）、质谱蛋白质组学与Ingenuity Pathway Analysis（IPA）通路分析，以及裸鼠移植瘤模型等多项技术，系统探讨了MRPL12在ccRCC代谢重组和肿瘤进展中的作用。样本来源包括人类ccRCC组织（5例患者手术样本和90例组织微阵列）和多种ccRCC细胞系（如OS-RC-2、Caki-2）。

MRPL12在ccRCC组织中低表达且与不良预后相关

通过TCGA和CPTAC数据库分析发现，MRPL12在ccRCC肿瘤组织中的mRNA和蛋白表达均显著低于正常组织。组织微阵列免疫组化（IHC）显示，MRPL12低表达与患者总体生存率下降相关（p=0.041），Western blot进一步验证了这一结果。

MRPL12抑制ccRCC细胞增殖、迁移和侵袭

在OS-RC-2和Caki-2细胞中，过表达MRPL12显著抑制细胞增殖（CCK-8和EdU实验）、迁移和侵袭（Transwell和伤口愈合实验），而敲低MRPL12则促进这些恶性表型。裸鼠移植瘤实验证实，过表达MRPL12可减小肿瘤体积和重量，并降低增殖标志物Ki67和间质标志物Vimentin的表达，同时上调上皮标志物E-cadherin。

MRPL12调控上皮-间质转化（EMT）和细胞黏附通路

质谱和IPA分析表明，MRPL12过表达影响SUMO化、ISG化和ILK通路，并显著改变细胞基质黏附、整合素结合和焦点黏附相关基因表达。Western blot和免疫荧光显示，MRPL12过表达上调E-cadherin、下调N-cadherin和Vimentin，抑制EMT进程。

MRPL12通过调节线粒体代谢重组抑制Warburg效应

免疫荧光和3D-SIM显微镜观察发现，MRPL12敲低导致线粒体肿胀、嵴断裂和外膜破裂，而过表达增强线粒体活性。MRPL12调控线粒体DNA（mtDNA）编码的呼吸链复合物亚基（ND1、CYTB、ATP6）表达和mtDNA拷贝数。Seahorse分析显示，MRPL12过表达降低细胞外酸化率（ECAR）和乳酸产量，抑制糖酵解，增强OXPHOS。

HIF-1α转录抑制MRPL12表达

JASPAR数据库预测和ChIP实验证实HIF-1α结合MRPL12启动子区域。过表达HIF-1α抑制MRPL12表达，促进ccRCC细胞增殖和迁移，而MRPL12过表达可逆转HIF-1α介促的恶性表型。

该研究首次揭示MRPL12在ccRCC中作为肿瘤抑制因子，通过增强OXPHOS、抑制Warburg效应和EMT进程延缓肿瘤发展。MRPL12低表达由HIF-1α转录抑制介导，靶向MRPL12可能成为ccRCC治疗的新策略。研究整合多组学数据和功能验证，深化了对ccRCC代谢异常分子机制的理解，为开发靶向代谢重组的新型疗法提供了理论依据。