HPV16-miR-H1通过PTEN/AKT通路调控头颈鳞癌增殖、迁移及糖酵解的作用机制

《Scientific Reports》：HPV16-miR-H1 promotes proliferation, migration, and glycolysis in head and neck squamous cell carcinoma cells via the PTEN/AKT pathway

本研究聚焦HPV16阳性头颈鳞状细胞癌（HNSCC）中病毒编码的miRNA——HPV16-miR-H1的致癌机制。研究人员通过功能实验与分子生物学技术，首次证实HPV16-miR-H1通过直接靶向PTEN基因的3'-UTR区域，激活AKT信号通路，进而促进HNSCC细胞的增殖、迁移及糖酵解代谢重编程。该研究揭示了HPV相关HNSCC的新型分子调控网络，为靶向病毒miRNA的精准治疗策略提供了理论依据。

　　

头颈鳞状细胞癌（HNSCC）是全球常见的恶性肿瘤之一，其发病机制复杂且预后较差。近年来，人乳头瘤病毒16（HPV16）感染被证实与HNSCC的发生发展密切相关，尤其与口咽部肿瘤的关联尤为显著。尽管HPV16的致癌蛋白E6和E7在病毒致癌中的作用已较为明确，但病毒编码的微小RNA（miRNA）在HNSCC中的功能仍知之甚少。HPV16-miR-H1作为HPV16编码的一种病毒miRNA，此前主要在宫颈癌中被报道，但其在HNSCC中的表达及作用机制尚未被系统揭示。此外，HPV阳性HNSCC常表现出独特的代谢特征，如糖酵解活性增强（即瓦博格效应），但这一现象背后的分子调控网络仍不清晰。因此，探究HPV16-miR-H1是否通过调控宿主基因表达影响HNSCC的恶性表型，具有重要的科学价值与临床意义。

本研究发表于《Scientific Reports》，团队通过体外细胞实验、RNA测序（RNA-seq）、双荧光素酶报告基因检测等技术，系统分析了HPV16-miR-H1在HNSCC中的功能。研究人员使用HPV16阴性细胞系（SCC4、CAL27）和HPV16阳性细胞系（UPCI-SCC-090），通过过表达及敲低HPV16-miR-H1，结合PTEN救援实验及基因沉默技术，评估了该miRNA对细胞增殖、迁移、细胞周期及糖酵解关键酶表达的影响。

HPV16-miR-H1在HPV16阳性HNSCC细胞中高表达并靶向PTEN基因

通过实时定量PCR（RT-qPCR）及茎环RT-qPCR检测，发现HPV16-miR-H1在HPV16阳性的UPCI-SCC-090细胞中显著高表达，而在HPV16阴性的SCC4和CAL27细胞中几乎不表达。生物信息学预测及RNA杂交程序显示，HPV16-miR-H1可与PTEN基因的3'-非翻译区（3'-UTR）结合。双荧光素酶报告实验进一步证实，HPV16-miR-H1 mimic可抑制野生型PTEN 3'-UTR的荧光素酶活性，而对突变型无影响。此外，Western blot结果显示PTEN蛋白在HPV16阳性细胞中表达较低，提示HPV16-miR-H1可能通过靶向抑制PTEN参与HNSCC的恶性进展。

HPV16-miR-H1通过下调PTEN/上调p-AKT增强HNSCC细胞增殖与迁移

在SCC4和CAL27细胞中过表达HPV16-miR-H1后，PTEN的mRNA和蛋白水平均下降，而磷酸化AKT（p-AKT）水平上升。功能实验表明，过表达HPV16-miR-H1可促进细胞S期比例增加、Edu阳性细胞增多及Transwell迁移能力增强。相反，在UPCI-SCC-090细胞中敲低HPV16-miR-H1后，PTEN表达回升，p-AKT水平下降，细胞增殖与迁移能力受到抑制。这些结果说明HPV16-miR-H1通过调控PTEN/AKT轴正向调节HNSCC细胞的恶性行为。

HPV16-miR-H1增强HNSCC细胞的糖酵解过程

RNA-seq及Enrichr富集分析提示HPV16-miR-H1与糖酵解过程相关。实验结果显示，过表达HPV16-miR-H1可导致细胞内葡萄糖浓度下降、乳酸浓度上升，同时糖酵解关键酶GLUT1、HK2、PDK1和LDHA的mRNA和蛋白表达均上调；而敲低该miRNA则产生相反效应。这表明HPV16-miR-H1可通过调控糖酵解相关基因表达，促进HNSCC细胞的代谢重编程。

PTEN过表达可逆转HPV16-miR-H1诱导的表型

为验证PTEN在HPV16-miR-H1介导的致癌效应中的关键作用，研究人员在过表达HPV16-miR-H1的SCC4细胞中进一步过表达PTEN。结果显示，PTEN的恢复可显著降低p-AKT水平，抑制细胞增殖、迁移及S期比例，同时部分逆转糖酵解相关指标的变化。相反，敲低PTEN在HPV16阴性细胞中可模拟HPV16-miR-H1过表达的表型，包括AKT活化、增殖迁移增强及糖酵解水平上升。这些结果证实PTEN是HPV16-miR-H1下游的关键效应分子。

本研究首次在HPV16阳性HNSCC细胞中验证了HPV16-miR-H1的表达，并阐明其通过直接靶向PTEN mRNA的3'-UTR，调控PTEN/AKT信号通路，进而促进HNSCC细胞的增殖、迁移及糖酵解。该研究不仅拓展了对病毒编码miRNA在肿瘤代谢重组中作用的认识，也为HPV相关HNSCC的分子分型及靶向治疗提供了新的潜在靶点。尽管HPV阳性HNSCC患者通常预后较好，但其中部分患者仍出现复发转移，本研究从病毒miRNA角度为这一异质性提供了可能的机制解释。未来研究可进一步探索HPV16-miR-H1在体内模型及临床样本中的表达与预后相关性，以及其作为生物标志物或治疗靶点的潜在价值。