金属还原酶STEAP4通过ROS/NRF2/NOTCH1信号通路抑制TNBC（三阴性乳腺癌）的进展，并由lncRNA ENST00000595121进行调控

《International Journal of Biological Macromolecules》：Metalloreductase STEAP4 suppresses TNBC progression via the ROS/NRF2/NOTCH1 signaling axis and is stabilized by lncRNA ENST00000595121

STEAP4在TNBC中的功能与机制研究显示其低表达与预后不良相关，过表达通过激活抗氧化酶SOD/GPX降低ROS水平，抑制NRF2/NOTCH1信号通路，并发现lncRNA ENST00000595121稳定STEAP4蛋白，增强其对顺铂敏感性的调控作用。

　　乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤之一，根据2024年的统计数据，其全球发病率位居第二。近年来，乳腺癌的发病率在女性中每年以约0.5%的速度增长，中国更是占据了全球乳腺癌死亡人数的9.6%。在乳腺癌的分子亚型中，三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）因其缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（HER2）的表达而具有高度侵袭性，容易发生远处转移，约占新诊断乳腺癌病例的24%。由于TNBC缺乏明确的靶向治疗或生物治疗手段，因此，深入研究其分子机制和代谢特征，成为临床亟需解决的问题。

TNBC的侵袭性与其独特的代谢特征密切相关，尤其是活性氧（reactive oxygen species, ROS）的异常积累。尽管适度的ROS水平可以促进肿瘤细胞的增殖和存活，但TNBC中ROS的过度积累则会导致基因组不稳定性增加，并激活促进细胞存活的信号通路，从而增强化疗耐药性。此外，ROS在肿瘤转移中也扮演着重要角色，它通过促进上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）和重塑肿瘤微环境，增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。因此，ROS的调控在TNBC的发病机制中占据关键地位，也使其成为治疗干预的重要靶点。

STEAP4（Six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 4）是一种金属还原酶，其主要功能是调节细胞内的氧化还原平衡、炎症反应和代谢过程。研究表明，STEAP4可以通过其保守的组氨酸富集结构域发挥催化活性，从而影响细胞内的氧化还原状态。在不同癌症中，STEAP4的功能具有一定的上下文依赖性，它可以作为肿瘤促进因子或抑制因子，这取决于具体的细胞环境。然而，在乳腺癌，特别是TNBC中，STEAP4的具体作用尚不明确。

本研究通过分析临床数据集、TNBC组织样本和细胞系，发现STEAP4在TNBC中的表达显著低于正常组织和其他亚型。同时，STEAP4的低表达与患者的不良预后密切相关。进一步的功能研究表明，STEAP4的过表达能够有效抑制TNBC细胞的增殖、迁移、侵袭、集落形成和伤口愈合等过程。在体内实验中，STEAP4的过表达也显著抑制了肿瘤的生长和肺转移。这些结果表明，STEAP4在TNBC中具有潜在的肿瘤抑制功能。

在分子机制方面，研究发现STEAP4通过增强抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）的活性，减少细胞内的ROS水平。这一作用并不依赖于STEAP4作为经典金属还原酶的功能。STEAP4介导的ROS水平下降抑制了NRF2（核因子E2相关因子2）的核转位，从而降低了NOTCH1（Notch1）的转录水平。值得注意的是，当恢复ROS水平时，这种抑制效应被逆转，表明STEAP4通过调节ROS水平影响NRF2和NOTCH1的信号通路。

此外，研究还发现，一种上调的长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）ENST00000595121能够直接结合并稳定STEAP4蛋白。这种lncRNA与STEAP4基因位点在基因组上紧密相邻，提示其可能具有顺式调控作用。通过这一机制，ENST00000595121可能在TNBC中发挥重要的调控作用，影响STEAP4的表达和功能。

从治疗角度来看，STEAP4的过表达能够增强TNBC细胞对顺铂（cisplatin）的敏感性，这表明STEAP4可能成为克服TNBC化疗耐药性的潜在靶点。综合临床、功能和机制方面的证据，本研究首次揭示了STEAP4在TNBC中的关键作用，并提出了一种新的调控网络：lncRNA ENST00000595121通过稳定STEAP4蛋白，进而调控ROS/NRF2/NOTCH1信号通路，抑制肿瘤进展和转移。这一发现不仅加深了我们对TNBC分子机制的理解，也为开发新的治疗策略提供了理论依据。

在研究方法上，我们采用了系统性的筛选策略，结合了转录组学分析和功能实验。首先，通过分析来自GEO数据库的TNBC转录组数据，我们筛选出在TNBC中表达异常的lncRNA。其中，ENST00000595121因其在TNBC组织中的显著下调表达，以及其在基因组上与STEAP4位点的邻近性，成为我们的研究重点。我们进一步验证了ENST00000595121对STEAP4蛋白的稳定作用，并探讨了其在调控ROS/NRF2/NOTCH1信号通路中的潜在机制。

在细胞模型方面，我们使用了来自ATCC的多种乳腺癌细胞系，并在特定培养条件下进行实验。所有细胞系均在含10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素/链霉素的培养基中培养，环境条件为37°C和5% CO?。通过稳定转染技术，我们构建了STEAP4过表达的细胞系，并利用荧光标记和免疫印迹等方法验证了STEAP4的表达水平及其对细胞功能的影响。同时，我们也对ENST00000595121进行了类似的稳定转染实验，以观察其对STEAP4表达和功能的调控作用。

在临床样本分析中，我们收集了来自不同医院的TNBC患者组织样本，并通过免疫组化和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）等技术评估STEAP4的表达水平。结果显示，STEAP4在TNBC组织中的表达显著低于正常乳腺组织，这一现象在多个独立的临床数据集中得到了验证。同时，STEAP4的低表达与患者的不良预后密切相关，表明其可能在TNBC的临床进展中具有重要影响。

为了进一步探讨STEAP4在TNBC中的功能，我们进行了多种体外和体内实验。体外实验包括细胞增殖、迁移、侵袭、集落形成和伤口愈合等测试，以评估STEAP4对肿瘤细胞行为的影响。体内实验则通过构建小鼠肿瘤模型，观察STEAP4过表达对肿瘤生长和转移的影响。结果表明，STEAP4的过表达能够显著抑制TNBC的生长和转移，这为STEAP4作为肿瘤抑制因子提供了有力的证据。

在机制研究方面，我们通过荧光素酶报告基因实验和染色质免疫共沉淀（ChIP）技术，验证了STEAP4对NOTCH1转录的抑制作用。结果显示，STEAP4能够通过直接结合NOTCH1的启动子区域，抑制其转录。同时，我们发现STEAP4的抗氧化作用是其抑制肿瘤进展的关键机制，即通过增强SOD和GPX的活性，减少细胞内的ROS水平，从而抑制NRF2的核转位，进而影响NOTCH1的表达。这一机制的发现，不仅揭示了STEAP4在TNBC中的作用方式，也为开发基于ROS调控的治疗策略提供了新的思路。

在治疗潜力方面，我们评估了STEAP4在增强顺铂敏感性中的作用。实验结果表明，STEAP4的过表达能够显著提高TNBC细胞对顺铂的响应，降低其耐药性。这一发现表明，STEAP4可能成为克服TNBC化疗耐药性的潜在靶点，为临床治疗提供了新的方向。

本研究的发现具有重要的临床意义。首先，STEAP4的低表达与TNBC的不良预后密切相关，提示其可能作为TNBC的生物标志物，用于预后评估和治疗决策。其次，STEAP4通过调控ROS/NRF2/NOTCH1信号通路，抑制肿瘤进展和转移，这为开发新的治疗策略提供了理论基础。最后，ENST00000595121作为STEAP4的稳定因子，其调控作用可能成为新的治疗靶点，特别是在基因治疗和RNA干扰技术的应用方面。

尽管本研究提供了STEAP4在TNBC中的重要功能和机制，但仍有一些问题需要进一步探索。例如，STEAP4在不同TNBC亚型中的表达是否具有异质性？其在肿瘤微环境中的具体作用机制是否与特定的细胞类型或信号通路相关？此外，ENST00000595121的调控网络是否还涉及其他靶基因或信号通路？这些问题的答案将有助于更全面地理解STEAP4在TNBC中的作用，并为开发新的治疗策略提供更精准的指导。

在研究的局限性方面，尽管我们采用了多种实验方法，包括转录组分析、功能实验和机制研究，但仍然存在一些不足。例如，本研究主要基于体外和小鼠模型，尚未在人类临床样本中进行大规模验证。此外，关于ENST00000595121的具体调控机制，如其是否通过影响STEAP4的稳定性或翻译效率，仍需进一步研究。因此，未来的研究需要结合临床样本和更复杂的模型系统，以验证STEAP4和ENST00000595121在TNBC中的作用，并探索其在治疗中的应用潜力。

总的来说，本研究通过整合临床、功能和机制证据，首次揭示了STEAP4在TNBC中的关键作用，并提出了一个新的调控网络。STEAP4的低表达可能通过影响ROS/NRF2/NOTCH1信号通路，促进TNBC的进展和转移。同时，ENST00000595121作为STEAP4的稳定因子，可能在TNBC的调控中发挥重要作用。这些发现不仅有助于我们更深入地理解TNBC的分子机制，也为开发新的治疗策略提供了重要的理论依据和实验支持。未来的研究需要进一步探索STEAP4在不同TNBC亚型中的作用，以及其在临床治疗中的应用潜力，以期为TNBC患者提供更有效的治疗方案。