NCAPG通过NSUN2介导的m5C修饰赋予肝细胞癌铁死亡（ferroptosis）抵抗性

《Cellular Signalling》：NCAPG confers ferroptosis resistance of hepatocellular carcinoma through NSUN2-mediated m5C modification

本研究发现NCAPG通过调控NSUN2蛋白稳定性和GPX4 mRNA的m5C修饰，增强HCC细胞对铁锈的抵抗能力，为靶向NCAPG治疗HCC提供了新思路。

　　肝癌（HCC）作为一种常见的恶性肿瘤，其高发病率和高死亡率严重威胁人类健康。当前，HCC的治疗主要依赖于手术切除结合辅助治疗，如化疗、免疫治疗、靶向治疗和经导管动脉化疗栓塞（TACE）。然而，随着HCC病情的复杂性增加，其治疗效果仍存在诸多限制，包括肿瘤的快速进展、早期转移以及患者对现有治疗手段的耐药性等。因此，探索新的治疗策略和有效的生物标志物成为亟需解决的问题。在这一背景下，铁死亡（ferroptosis）作为一种新型的细胞死亡方式，因其在HCC中的潜在治疗价值而受到广泛关注。

铁死亡是一种依赖铁离子的程序性细胞死亡模式，其特征包括脂质过氧化、铁过载和线粒体功能障碍等。研究表明，HCC的肿瘤微环境具有高氧化应激水平、增加的活性氧（ROS）负荷以及铁离子积累，这些特征使得HCC细胞对铁死亡具有较高的敏感性。GPX4作为铁死亡的核心调控因子之一，通过消耗谷胱甘肽（GSH）来减轻脂质过氧化，从而保护细胞免受铁死亡的影响。然而，铁死亡相关治疗在临床上的应用仍然有限，这可能与对铁死亡上游调控机制及其生物标志物的探索不足有关。

在这一研究中，科学家们关注到了一个名为NCAPG的基因，它在多种人类癌症类型中被鉴定为癌基因，包括HCC。然而，NCAPG对HCC铁死亡的具体影响尚不清楚。研究团队通过体外和体内实验发现，NCAPG能够促进HCC细胞对铁死亡的抵抗能力。进一步的分子机制研究显示，NCAPG通过调节GPX4的表达水平（包括mRNA和蛋白层面）来实现这一作用。具体而言，NCAPG与NSUN2蛋白在特定的氨基酸区域（446aa-460aa）发生相互作用，并抑制NSUN2的蛋白降解。NSUN2则通过增强GPX4 mRNA在编码序列（CDS）中的m5C修饰，促进GPX4 mRNA的稳定性及其表达水平。这一过程表明，NCAPG通过NSUN2介导的m5C修饰，间接增强了GPX4的表达，从而帮助HCC细胞抵抗铁死亡。

此外，研究还发现，NCAPG在HCC组织和细胞系中呈现高表达，且其表达水平与不良预后密切相关。这一发现进一步支持了NCAPG在HCC中的促癌作用。为了验证NCAPG对GPX4表达的影响，研究团队设计了一系列的挽救实验。结果表明，NCAPG的过表达能够通过NSUN2的甲基转移酶活性促进GPX4的表达，而NCAPG的敲低则会减弱这种效应。同时，NSUN2的过表达或敲低也能逆转NCAPG对HCC细胞铁死亡抵抗的影响，进一步证实了NCAPG通过NSUN2调控GPX4表达的机制。

在临床样本的检测中，研究团队发现NCAPG、NSUN2和GPX4在HCC组织中的表达水平均显著高于癌旁组织，并且三者之间存在正相关性。这表明，NCAPG-NSUN2-GPX4轴可能在HCC的铁死亡抵抗中发挥重要作用。为了更深入地了解这一轴的调控机制，研究团队还利用RNA测序和生物信息学分析揭示了NCAPG敲低后，HCC细胞中差异表达基因（DEGs）主要富集于“半胱氨酸和蛋氨酸代谢”和“谷胱甘肽代谢”两条通路。这些通路与铁死亡密切相关，提示NCAPG可能通过影响这些代谢过程来调控HCC的铁死亡抵抗。

进一步的功能实验显示，NCAPG的敲低能够显著增强HCC细胞对铁死亡诱导剂（如erastin）的敏感性，包括促进细胞死亡、增加细胞内铁离子积累、促进脂质过氧化以及降低谷胱甘肽水平。相反，NCAPG的过表达则能够抑制这些效应，提高HCC细胞的铁死亡抵抗能力。同时，体外实验和体内实验均表明，NCAPG的表达变化对HCC细胞的生长和存活具有显著影响。特别是在体内实验中，NCAPG的敲低对HCCLM3细胞的抑制作用比体外实验更为明显，这一现象可能与NCAPG在体内调控NSUN2蛋白稳定性有关。

NSUN2作为主要的m5C甲基转移酶，其在多种癌症中的表达均被上调，并通过介导m5C修饰调控多种RNA的稳定性、翻译效率和亚细胞定位。在本研究中，NSUN2被发现能够通过增强GPX4 mRNA的m5C修饰，提高其稳定性并促进GPX4的表达。而NCAPG则通过与NSUN2的相互作用，抑制NSUN2的降解，从而间接促进GPX4的表达。这一发现不仅揭示了NCAPG在HCC铁死亡抵抗中的作用机制，也为开发基于铁死亡的抗肿瘤策略提供了新的思路。

综上所述，该研究揭示了NCAPG通过调控NSUN2蛋白的稳定性，进而影响GPX4的表达，最终增强HCC细胞对铁死亡的抵抗能力。这一机制的发现为HCC的治疗提供了新的靶点，强调了NCAPG-NSUN2-GPX4轴在铁死亡调控中的关键作用。未来，基于这一轴的治疗策略有望提高HCC对铁死亡的敏感性，从而为临床治疗提供新的方向。此外，该研究还强调了对铁死亡相关调控因子的深入探索的重要性，这将有助于开发更有效的抗肿瘤疗法，并改善HCC患者的预后。