FAIM通过增强CDK7介导的HMGA1 Ser36磷酸化调控肝细胞癌进展的机制研究

《Journal of Translational Medicine》：FAIM modulates HCC progression via enhancing HMGA1 interaction with CDK7 and promoting its phosphorylation level

本刊推荐：为解决肝细胞癌（HCC）进展机制不清的问题，研究人员开展FAIM（Fas凋亡抑制分子）调控HMGA1（高迁移率族蛋白A1）磷酸化主题的研究。结果表明FAIM通过促进CDK7与HMGA1相互作用，增强HMGA1 Ser36位点磷酸化，进而稳定HMGA1蛋白表达，最终促进HCC细胞增殖并抑制凋亡。该研究为HCC靶向治疗提供了新策略。

　　

在全球癌症相关死亡原因中，肝细胞癌（HCC）以其侵袭性强、进展迅速的特点位居前列。尽管手术切除、肝移植、放疗和化疗等多种治疗策略不断进步，但HCC的高复发率和化疗耐药性仍是临床面临的严峻挑战。尤其对于晚期患者，系统性抗肿瘤治疗虽为首选，预后仍不理想，这促使科学家们不断探索新的分子靶点和治疗策略。

在此背景下，FAIM（Fas凋亡抑制分子）作为一种重要的抗凋亡蛋白进入研究视野。既往研究表明，FAIM通过增强蛋白磷酸化和稳定性来抑制细胞凋亡，在多种肿瘤发展中起促进作用。然而，FAIM在HCC中的具体作用机制尚不明确。与此同时，高迁移率族蛋白A1（HMGA1）作为非组蛋白染色质结构蛋白，其活性受多种翻译后修饰调控，特别是在HCC发展中发挥关键作用。有趣的是，研究表明CDK7（细胞周期蛋白依赖性激酶7）能够促进HMGA1 Ser36位点的磷酸化，但FAIM是否通过调控这一过程影响HCC进展仍有待阐明。

为了回答这些问题，研究人员在《Journal of Translational Medicine》上发表的最新研究中，系统探讨了FAIM在HCC进展中的功能及其分子机制。研究团队首先通过生物信息学分析发现FAIM在HCC组织中显著高表达，且与患者不良预后相关。随后，他们开展了一系列精细的实验验证FAIM通过CDK7-HMGA1轴调控HCC发展的新机制。

研究采用的主要关键技术方法包括：利用Huh7和SNU387细胞系进行体外功能实验；构建BALB/C裸鼠HCC模型开展体内研究；通过抗FAIM蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学筛选相互作用蛋白及磷酸化位点；采用免疫共沉淀（Co-IP）和体外激酶实验验证蛋白间相互作用及磷酸化调控关系。

FAIM在HCC患者肿瘤组织中表达上调

研究人员通过分析GEO数据库（GSE46408、GSE202069和GSE101728）发现，与正常组织相比，HCC组织中FAIM表达显著升高。火山图和热图显示三个数据库中存在明显的差异表达基因。进一步的KEGG分析表明，这些差异基因主要富集在细胞增殖和死亡通路。来自HPA数据库的免疫组化结果和GEPIA的预后分析均证实，FAIM高表达的HCC患者总生存期较短。UALCAN的泛癌分析显示FAIM在多种癌症中高表达，尤其在肝细胞癌（LIHC）中上调最为显著。

FAIM促进HCC细胞增殖并抑制凋亡

通过慢病毒感染技术在Huh7和SNU387细胞中成功构建FAIM过表达和敲低模型。CCK-8实验和克隆形成实验结果表明，FAIM过表达显著促进HCC细胞增殖，而敲低FAIM则抑制细胞生长。流式细胞术检测发现，沉默FAIM可提高HCC细胞凋亡率。Western blot结果进一步显示，FAIM敲低后cleaved caspase 3表达增加，证实FAIM抑制HCC细胞凋亡。

FAIM在体内促进肿瘤发生

在裸鼠HCC模型中，FAIM过表达显著促进肿瘤生长，而敲低FAIM则抑制肿瘤发展。肿瘤体积曲线显示FAIM过表达组肿瘤生长迅速。免疫组化分析表明，FAIM过表达肿瘤组织中Ki67表达升高而cleaved caspase 3表达降低，说明FAIM在体内通过促进增殖和抑制凋亡加速肿瘤进展。

FAIM与HMGA1相互作用并调控其磷酸化水平

磷酸化蛋白质组学分析显示，FAIM过表达引起119个蛋白磷酸化上调，222个蛋白磷酸化下调。KEGG富集分析表明这些磷酸化蛋白主要参与细胞事件和代谢通路。同时，Co-IP联合质谱分析鉴定出3546个与FAIM相互作用的蛋白。通过筛选上调磷酸化蛋白、FAIM相互作用蛋白和HCC组织中上调蛋白的交集，研究人员发现HMGA1是FAIM下游的磷酸化修饰靶点。

FAIM通过调控HMGA1磷酸化影响Huh7细胞增殖和凋亡

Co-IP实验证实FAIM与HMGA1存在相互作用，免疫荧光显示两者在细胞质中共定位。FAIM过表达提高HMGA1磷酸化水平的同时增加HMGA1蛋白含量。CHX追踪实验表明，FAIM过表达减缓HMGA1降解速度，增强其稳定性。在FAIM过表达细胞中敲低HMGA1，可逆转FAIM对cleaved caspase 3的抑制作用，恢复细胞凋亡水平。CCK-8和流式细胞术进一步验证FAIM通过调控HMGA1磷酸化影响HCC细胞增殖和凋亡。

FAIM通过调控CDK7与HMGA1相互作用操纵HMGA1磷酸化和稳定性

研究人员发现，在过表达Flag-HMGA1^WT的细胞中，FAIM上调可增强HMGA1磷酸化和蛋白水平，而在Flag-HMGA1^S36A突变型细胞中无此效应，表明Ser36是HMGA1磷酸化和稳定的关键位点。体外激酶实验证实CDK7可直接磷酸化HMGA1。CHX实验显示HMGA1 Ser36突变体降解速度快于野生型。Co-IP实验验证FAIM、HMGA1和CDK7三者之间存在相互作用，且FAIM过表达促进HMGA1与CDK7的结合。在共转染HA-FAIM和Flag-HMGA1^WT的细胞中，CDK7过表达显著增强HMGA1磷酸化和稳定性，而在Flag-HMGA1^S36A突变型细胞中无此效果。

研究结论与讨论部分强调，本研究首次阐明FAIM通过促进CDK7与HMGA1相互作用，增强HMGA1 Ser36位点磷酸化，进而稳定HMGA1蛋白表达，最终促进HCC进展的分子机制。这一发现不仅深化了对HCC发病机制的理解，而且为开发针对FAIM/CDK7/HMGA1轴的新型靶向治疗策略提供了理论依据。尽管研究存在一定局限性，如未探讨FAIM对HCC细胞迁移和侵袭的影响，以及缺乏临床样本验证FAIM表达与预后的关系，但本研究无疑为HCC的精准治疗开辟了新方向。未来研究可进一步探索FAIM在HCC炎症反应和代谢重编程中的作用，以及该通路与其他信号网络的交叉对话，为全面攻克HCC这一难题提供更多科学依据。