MDMX通过14-3-3γ/FOXO1轴重编程肝细胞癌糖酵解代谢的新机制

《Cell Death Discovery》：MDMX reprograms glycolysis of hepatocellular carcinoma via 14-3-3γ/FOXO1

本研究针对p53突变肝细胞癌（HCC）中MDMX的致癌机制展开探索。研究人员通过多组学分析发现MDMX通过稳定14-3-3γ蛋白并促进其胞质定位，增强FOXO1与14-3-3γ的结合，导致FOXO1降解，进而调控RPIA和PCK1表达，重编程糖酵解代谢。该研究揭示了MDMX-p53非依赖性通路在HCC代谢重构中的关键作用，为p53突变HCC的治疗提供了新靶点。

　　

在肝细胞癌（HCC）的治疗领域，科学家们长期面临着一个严峻挑战：超过50%的病例中存在p53肿瘤抑制基因的突变，这使得常规治疗方法效果有限。特别值得关注的是，酪氨酸激酶抑制剂索拉非尼作为晚期HCC的一线治疗药物，其疗效往往因快速产生的耐药性而大打折扣。这种困境促使研究人员将目光投向p53信号通路之外，寻找新的分子靶点。

MDMX作为p53的关键调控因子，近年来被发现具有不依赖于p53的致癌功能。在p53缺失或突变的情况下，MDMX过表达仍能促进肿瘤发展和转移，但其具体分子机制尚不明确。尤其引人深思的是，MDMX如何影响肿瘤细胞的代谢重编程这一核心问题，尚未得到系统阐释。

在这项发表于《Cell Death Discovery》的研究中，福建医科大学的研究团队揭开了这一谜题。他们发现MDMX在p53突变的HCC中异常高表达，且与患者不良预后显著相关。通过深入的机制探索，研究人员揭示了一条全新的信号轴：MDMX通过调控14-3-3γ/FOXO1分子通路，重编程HCC细胞的葡萄糖代谢过程，从而促进肿瘤生长。

研究团队运用了多种关键技术方法：从TCGA（The Cancer Genome Atlas）数据库和48例HCC患者组织芯片进行临床样本分析；利用代谢组学检测技术揭示代谢通路变化；通过细胞能量代谢分析系统（Seahorse XFp）测定细胞耗氧率（OCR）和细胞外酸化率（ECAR）；采用免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation）和质谱分析鉴定蛋白质相互作用；使用染色质免疫沉淀（ChIP）技术分析转录因子与DNA结合；建立条件性转基因小鼠模型进行体内验证。

MDMX在HCC中高表达并促进p53突变肝癌细胞生长增殖

研究人员通过TCGA数据库分析发现，MDMX在包括肝细胞癌（LIHC）在内的多种癌症组织中显著过表达。组织芯片免疫组化结果证实，48对HCC病例中癌组织MDMX表达明显高于癌旁组织。生存分析显示，MDMX高表达与p53突变型HCC患者的不良预后显著相关。在功能实验中，过表达MDMX的Huh7和Hep3B细胞增殖能力增强，而敲低MDMX则抑制细胞生长。裸鼠移植瘤实验进一步验证，MDMX过表达促进肿瘤体内生长。

MDMX促进p53突变肝癌细胞的糖酵解

代谢组学分析显示，MDMX转染引起Huh7细胞代谢谱显著改变，其中磷酸戊糖途径和柠檬酸循环最为活跃。TCGA数据表明，MDMX与糖代谢关键基因存在显著相关性：正相关于RPIA（核糖-5-磷酸异构酶）、PKM（丙酮酸激酶M）、SLC2A1/GLUT1（葡萄糖转运蛋白1）和HK2（己糖激酶2），负相关于PCK1（磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1）和AQP9（水通道蛋白9）。功能实验证实，MDMX过表达增加葡萄糖摄取、ATP生成和乳酸分泌，同时提高基础ECAR和最大细胞呼吸能力。

MDMX通过促进FOXO1降解调控PCK1和RPIA表达

MDMX过表达导致RPIA表达上调和PCK1表达下调，但不影响其mRNA水平，表明为转录后调控。由于PCK1和RPIA是FOXO1的已知靶基因，研究人员进一步发现MDMX下调FOXO1蛋白水平而不影响其转录。染色质免疫沉淀显示MDMX减弱FOXO1与PCK1启动子的结合。临床数据分析显示FOXO1在HCC中低表达且与不良预后相关，功能实验证实FOXO1抑制肿瘤细胞增殖。

MDMX通过胞质定位14-3-3γ增强其与FOXO1相互作用

质谱分析发现MDMX与14-3-3蛋白家族成员存在相互作用。免疫共沉淀证实MDMX和FOXO1均可与多种14-3-3亚型结合，其中MDMX显著增强FOXO1与14-3-3γ的结合。关键位点突变实验表明，MDMX第367位丝氨酸（S367）是其与14-3-3γ结合的必要条件。14-3-3γ过表达促进细胞增殖，同时下调FOXO1蛋白水平。MDMX通过延长14-3-3γ半衰期并促进其胞质定位，从而加速FOXO1降解。

MDMX过表达效应可被FOXO1抑制剂缓解且对2-DG产生抵抗

使用FOXO1特异性抑制剂AS1842856处理细胞，发现其可逆转MDMX敲低引起的细胞增殖抑制和代谢改变。相反，MDMX过表达细胞对糖酵解抑制剂2-DG（2-脱氧-D-葡萄糖）的敏感性降低，且在低糖环境中表现出更强的适应能力，证明MDMX促进肿瘤生长至少部分依赖于有氧糖酵解。

转基因小鼠实验证实MDMX通过14-3-3γ/FOXO1促进糖酵解

在肝脏特异性过表达Mdmx的p53-R172H突变转基因小鼠中，研究人员观察到与体外实验一致的结果：Mdmx过表达导致Foxo1和Pck1蛋白水平下降，Rpia表达上升，同时肝组织葡萄糖摄取、ATP和乳酸产生增加，证实MDMX在体内通过FOXO1通路调控葡萄糖代谢重编程。

这项研究的重要意义在于首次阐明了MDMX在p53突变背景下通过14-3-3γ/FOXO1轴重编程HCC糖酵解代谢的完整机制。与同源蛋白MDM2直接发挥E3泛素连接酶活性不同，MDMX采用了一种更为精巧的间接调控策略：通过稳定并胞质锚定14-3-3γ，增强其与FOXO1的结合，促进FOXO1核输出和降解。这一发现不仅拓展了对MDMX-p53非依赖性功能的认识，更重要的是为p53突变型HCC的治疗提供了新的靶点思路。针对MDMX/14-3-3γ/FOXO1信号轴的干预策略，可能为克服HCC化疗耐药和改善患者预后开辟新的途径。

该研究的创新性体现在多个层面：从临床问题出发，结合多组学数据分析、分子机制探索和体内外功能验证，构建了完整的证据链；发现MDMX调控肿瘤代谢的新功能，丰富了癌基因作用模式的理论框架；阐明的分子机制具有明确的转化医学价值，为开发针对p53突变型HCC的靶向治疗提供了理论依据。随着对肿瘤代谢重编程机制认识的不断深入，这项研究为理解HCC发生发展的代谢基础贡献了重要见解，也为未来个体化治疗策略的设计提供了新思路。