PEA15通过FABP3-TNF信号轴调控自噬促进骨肉瘤进展及顺铂耐药性的机制研究

《iScience》：PEA15 promotes osteosarcoma progression and cisplatin resistance by modulating autophagy through the FABP3-TNF signaling axis

本研究针对骨肉瘤化疗耐药难题，揭示了PEA15通过调控FABP3-TNF信号轴抑制自噬和凋亡的新机制。研究人员通过WGCNA筛选发现PEA15是预后不良的关键指标，实验证实沉默PEA15可增强顺铂敏感性，为克服骨肉瘤化疗耐药提供了新的治疗靶点。

　　

骨肉瘤作为最常见的原发性恶性骨肿瘤，好发于青少年和年轻成人，其治疗面临着一个严峻挑战——化疗耐药。尽管手术联合多药化疗已将非转移性骨肉瘤的生存率提升至60-70%，但复发或转移患者的5年生存率仍低于20%。其中，顺铂(DDP)耐药是导致治疗失败的主要原因，而肿瘤细胞通过激活自噬（autophagy）来抵抗化疗压力正是产生耐药的关键机制之一。

为了破解这一难题，Peng等研究人员在《iScience》上发表了创新性研究。他们采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)技术，从88例骨肉瘤样本和396例癌旁组织中筛选出与预后相关的自噬相关基因，首次发现PEA15（phosphoprotein enriched in astrocytes 15 kDa）是骨肉瘤不良预后的关键指标。

研究人员通过基因敲低和过表达实验证实，PEA15能够显著促进骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭。机制研究发现，PEA15通过调控下游靶点FABP3（fatty acid-binding protein 3）及相关TNF信号通路，抑制自噬和细胞凋亡。尤为重要的是，在顺铂耐药的骨肉瘤细胞中沉默PEA15，可通过激活自噬显著增强其对顺铂的敏感性。

关键技术方法包括：利用TCGA、GTEx等公共数据库进行生物信息学分析；构建加权基因共表达网络(WGCNA)和LASSO回归预后模型；基因沉默/过表达等分子生物学技术；RNA测序和KEGG通路分析；体外细胞功能实验（CCK-8、Transwell等）；以及裸鼠移植瘤模型验证。

PEA15促进肿瘤细胞增殖和转移

通过伤口愈合实验、集落形成实验和Transwell实验发现，PEA15敲低显著抑制细胞迁移和侵袭，而其过表达则促进这些过程。Western blot分析显示PEA15调控关键转移相关蛋白的表达。

PEA15调控肿瘤细胞自噬和凋亡

免疫荧光和Western blot分析表明，PEA15敲低增加自噬小体形成，上调LC3B-II和ATG5表达；流式细胞术显示PEA15敲低促进细胞凋亡，增加Cleaved Caspase-3和Cleaved-PARP水平。

PEA15通过FABP3介导骨肉瘤进展中的自噬调控

RNA测序发现FABP3是PEA15下游关键效应因子。FABP3敲低可模拟PEA15过表达效应，抑制细胞增殖、迁移和侵袭，并促进自噬和凋亡。KEGG通路分析提示TNF信号通路参与PEA15介导的效应。

PEA15敲低增强骨肉瘤对DDP耐药性的敏感性

在顺铂耐药的U2OS细胞中，PEA15敲低与DDP联合处理可协同抑制细胞增殖、迁移和侵袭，显著增加自噬小体形成和TNF-α表达。TNF-α拮抗剂R-7050可逆转自噬相关蛋白的上调。

PEA15敲除增强耐药骨肉瘤的化疗敏感性

体内实验显示，PEA15敲除联合DDP处理可显著减小肿瘤体积和重量，增加LC3B表达，降低Ki67阳性率，证实PEA15靶向治疗可克服体内化疗耐药。

该研究首次揭示了PEA15-FABP3-TNF信号轴在骨肉瘤中的关键作用，阐明其通过调控自噬和凋亡促进肿瘤进展和化疗耐药的新机制。这些发现不仅深化了对骨肉瘤发病机制的理解，更重要的是为克服临床化疗耐药提供了新的治疗靶点和策略。虽然PEA15作为支架蛋白难以用小分子靶向，但基于RNA的基因沉默策略或工程化外泌体递送系统可能成为未来转化研究的重要方向。