WDR54通过增强NF-κB信号通路促进肝细胞癌的进展

《Cancer Genetics》：WDR54 Enhances NF-κB Signaling to Promote progression of Hepatocellular Carcinoma

肝细胞癌（HCC）中WDR54高表达与不良预后相关，通过激活NF-κB信号通路及与RBBP5相互作用促进肿瘤增殖转移和代谢异常。

　　

翟恒勇|杜艳萍|何红|沈小洲|胡段民

苏州大学第二附属医院消化内科，中国苏州215002

摘要

肝细胞癌（HCC）是全球主要的健康威胁。本研究发现WDR54在肝癌组织中过度表达，并且与患者的预后呈负相关。通过全面的细胞生物学实验，我们证明了WDR54在促进HCC的恶性增殖和转移中起着关键作用。进一步的分子生物学研究，包括转录组测序，揭示了WDR54通过调节NF-κB信号通路来发挥其生物学效应。具体而言，WDR54与RBBP5相互作用，增强p65的转录，从而促进HCC的增殖和转移。此外，还探讨了WDR54对肿瘤细胞代谢和肿瘤异质性的潜在影响。本研究的结果加深了我们对肝癌分子病理学的理解，为未来的临床应用奠定了基础。

引言

根据中国国家癌症中心发布的数据，2022年中国新诊断的原发性肝癌病例数为367,700例，使其成为第四大常见癌症类型，在发病率方面排名第五（仅次于肺癌、女性乳腺癌、甲状腺癌和结直肠癌）[1]。在原发性肝癌中，肝细胞癌（HCC）占所有病例的75%至85%，是最主要的病理类型[2]。2022年，有316,500人死于原发性肝癌；死亡总数和死亡率均仅次于肺癌[3]。WD重复结构域54（WDR54）属于WD重复蛋白家族，其特征是具有多个WD40结构域，这些结构域形成β螺旋结构，促进蛋白质-蛋白质相互作用[4]。先前的研究表明，WDR54与多种癌症的肿瘤进展有关，包括膀胱癌[5]、T细胞急性淋巴细胞白血病[6]和结直肠癌[7]。然而，其在肝细胞癌中的作用仍不甚清楚。

HCC的治疗方法包括手术切除、肝移植、局部消融治疗、介入治疗和系统性治疗[8]。随着医学技术的进步[9]，微创技术和机器人辅助手术也在不断发展。然而，由于HCC的发病隐匿，早期症状往往不明显；因此，大约85%的中国患者只有在疾病进展到中期或晚期时才寻求医疗帮助，从而错过了最佳治疗时机[10]。晚期HCC患者的平均生存期约为一年，五年生存率仅为12%[11]。因此，早期发现、及时诊断和迅速干预对于改善HCC患者的预后至关重要[11]。

NF-κB信号通路是在近四十年前被发现的，它以特异性结合B细胞中免疫球蛋白κ链基因的kB增强子序列而闻名[12]。NF-κB的结合能力使其能够调节参与免疫反应、炎症、细胞增殖和凋亡等多种生理功能的基因表达[13]。这一信号级联反应代表了一个复杂而精细的生物机制，涉及多个关键成分和复杂的分子相互作用[14]。它主要包括几个关键元素，如受体、受体近端信号转导蛋白、IKK复合物（IKK）、IBK蛋白和NF-κB二聚体。当受到细胞内和细胞外信号（如细胞因子、氧化应激源、重金属、紫外线辐射或细菌/病毒抗原）的刺激时，NF-κB信号通路会被激活[15]。最初被认为是一种关键的炎症反应介质，进一步的研究表明它在肝细胞癌（HCC）中起着重要作用，提示其作为治疗靶点的潜力[16]。

在细胞中，SET1/MLL蛋白复合体是负责H3K4甲基化修饰的主要实体[17]。该复合体包括催化亚基（MLL1、MLL2、MLL3、MLL4、SET1A和SET1B）和核心亚基（WDR5、RBBP5、ASH2L和DPY30）[18]，统称为WRAD[19]。RBBP5是一种关键的支架蛋白，在MLL1甲基转移酶复合体的组装和功能调节中起核心作用，从而显著促进组蛋白甲基化和基因表达的控制。作为SET1/COMPASS组蛋白甲基转移酶复合体的关键核心亚基，RBBP5对于建立和维持H3K4me3修饰是不可或缺的。H3K4me3是指组蛋白H3第4位的三甲基化，主要位于转录起始位点，是活跃启动子的典型表观遗传标记，有助于基因转录的启动和延长。通过稳定SET1/COMPASS复合体的结构完整性，RBBP5确保其催化活性，并实现H3K4me3沉积的精确调控，进而调节染色质的可及性并提高转录因子的招募效率。这种修饰的动态平衡受到KDM5去甲基酶家族的严格控制，H3K4me3水平的失调与一系列生理和病理过程密切相关，包括细胞分化受损和肿瘤发生[18]。

在本研究中，我们观察到肝细胞癌（HCC）中WDR54的表达显著上调，这与患者的预后呈负相关。相应的细胞实验表明，肿瘤中WDR54水平的升高显著增强了HCC细胞的增殖率。进一步的研究发现，WDR54与SET1/MLL蛋白复合体的核心亚基RBBP5相互作用，从而协同增强了与NF-κB信号通路效应蛋白p65相关的DNA区域的H3K4甲基化修饰。这种相互作用放大了NF-κB信号并促进了HCC的恶性进展。

实验部分

细胞培养

人肝细胞癌细胞系（PLC/PRF/5细胞系和Hep3B细胞系）从上海安伟生物科技有限公司获得，并在含有10% FBS的DMEM培养基中培养。使用短串联重复（STR）分析验证细胞，并定期检测支原体污染。

临床组织样本

从南京医科大学附属泰州人民医院（江苏省）收集了三组HCC组织样本。纳入标准为：（1）病理学上...

WDR54在肝细胞癌（HCC）中过度表达，并与不良预后相关

与匹配的邻近非肿瘤组织相比，肿瘤组织中的WDR54蛋白水平显著升高（n=12；Western blot）。定量RT-PCR分析显示，10个HCC临床样本中的WDR54 mRNA水平明显高于相应的正常组织（qRT-PCR；P<0.01）。为了研究WDR54在HCC中的作用，我们检测了两个HCC临床队列中的WDR54蛋白和RNA水平。

讨论

现代肝癌治疗越来越多地采用多学科和系统性的方法来提高患者的生存率和生活质量[21]。包括手术切除在内的多种治疗选择是实现肝癌患者长期生存的关键手段，尤其是对于早期诊断的患者[22]。然而，由于肝癌的侵袭性和高复发率，只有不到30%的患者符合...

伦理声明

所有动物实验均按照江苏汉江生物科技有限公司动物实验中心批准的方案进行（HJSW-23050302）。

涉及人类参与者和组织样本的研究已由苏州大学第二附属医院的伦理委员会审查并批准（编号SUSTY230817）。所有参与者在纳入研究前均获得了书面知情同意，所有入组患者都被告知...

资助

本研究未获得任何形式的资助。

CRediT作者贡献声明

翟恒勇：研究、数据分析、数据管理。杜艳萍：验证、监督、软件操作。何红：项目管理、方法学设计。沈小洲：写作 - 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、监督。胡段民：概念构思。