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为探究 NQO1 在结直肠癌（CRC）中的作用及机制，延边大学的研究人员开展了 miR-485-5p/NQO1 轴相关研究。结果发现该轴调控有氧糖酵解影响 CRC 进程。这为 CRC 诊断和治疗提供新靶点，推荐科研读者阅读。
在医学研究的广阔领域中，结直肠癌（CRC）就像一个隐藏在暗处的 “健康杀手”，对公众健康构成了极大的威胁。它可是全球范围内导致癌症死亡的 “二号元凶”，在所有癌症诊断中也占据了 10.2% 的比例 。患者一旦患上 CRC，癌细胞就像一群疯狂生长的 “小怪兽”，不仅肆意增殖，还特别爱 “搬家”，发生远处转移，这也是患者死亡的主要原因。
癌症细胞有个很特别的 “代谢习惯”，那就是从正常的氧化磷酸化 “切换” 到有氧糖酵解，这种变化被称为 Warburg 效应。就好比原本好好的 “勤快工人” 突然变得 “偷懒”，换了一种更 “轻松” 的能量获取方式。在 CRC 细胞中，这种代谢转变尤为明显，它们通过有氧糖酵解快速产生 ATP（细胞的 “能量货币”），为自身的疯狂生长和转移提供充足的能量。要是能搞清楚这种代谢转变的具体机制，找到关键的分子标记和治疗靶点，就有可能开发出专门对付 CRC 的新策略，精准打击癌细胞的 “能量供应站”。
醌氧化还原酶（NQO1）是细胞里的一种 “小能手”，它在多种醌类物质的代谢中发挥着重要作用。而且在很多实体肿瘤细胞中，NQO1 的表达都明显升高，在正常细胞中却很低，这让它成为了潜在的癌症治疗靶点。不过，它在 CRC 的发生发展过程中到底扮演着什么角色，对葡萄糖代谢又有怎样的影响，这些问题一直像一团迷雾，困扰着科研人员。
还有 microRNA - 485 - 5p（miR - 485 - 5p），它也是细胞里的重要 “调控员”，参与了多种癌症的发病过程，在 CRC 中也不例外。之前的研究发现，它在 CRC 组织和细胞系中的表达情况不太一样，有时高有时低，对癌细胞的生长、转移和代谢都有影响，但它影响 CRC 细胞有氧糖酵解途径的具体机制还不清楚。
为了揭开这些谜团，延边大学的研究人员在《BMC Cancer》期刊上发表了一篇名为 “miR - 485 - 5p/NQO1 signaling axis orchestrates aerobic glycolysis and modulates colorectal cancer progression” 的论文。他们经过一系列研究发现，miR - 485 - 5p/NQO1 信号轴就像一个 “总指挥官”，调控着有氧糖酵解过程，进而影响 CRC 细胞的增殖、转移和凋亡。这一发现为理解 NQO1 在 CRC 进展中的作用提供了新的视角，也为 CRC 的诊断和治疗带来了新的希望。
研究人员在这次研究中用到了不少关键技术方法。他们借助生物信息学分析，利用多个数据库来对比 CRC 组织和正常组织中 NQO1 的表达差异，探索相关蛋白的功能和相互作用网络；还进行了细胞实验，培养多种细胞系并构建稳定细胞系，通过一系列细胞行为实验来观察细胞的增殖、迁移等变化；另外，定量实时聚合酶链反应（qRT - PCR）、免疫组织化学染色分析、蛋白质免疫印迹分析等实验技术也发挥了重要作用，帮助研究人员从分子水平了解细胞的变化；最后，他们还建立了裸鼠异种移植模型，在动物身上研究肿瘤的生长和转移情况 。
下面我们来看看具体的研究结果。
1. 高 NQO1 表达与 CRC 患者不良预后相关
研究人员利用 UALCAN、TIMER 和 GEPIA 等数据库进行分析，发现 CRC 组织中的 NQO1 转录水平比相邻的正常结肠组织高很多。就好像 NQO1 在癌细胞里特别 “活跃”，拼命地 “工作”。通过对更多临床样本的研究，他们还发现 NQO1 表达增加与患者的年龄、临床分期和淋巴结转移有关。免疫组织化学（IHC）分析进一步证实，CRC 组织中的 NQO1 蛋白表达明显升高，而且随着临床分期的进展和淋巴结转移，NQO1 蛋白表达也越来越高。生存分析显示，NQO1 表达高的患者生存时间明显缩短，这说明 NQO1 可能是预测 CRC 患者预后的一个重要指标，就像一个 “危险信号”，提醒医生和患者要格外注意。
2. NQO1 促进 CRC 细胞增殖
研究人员首先用蛋白质免疫印迹分析检测了 NQO1 在正常结肠上皮细胞和四种 CRC 细胞系中的表达，发现 CRC 细胞系中的 NQO1 表达显著上调。然后，他们通过慢病毒转导技术，在 HCT - 116、SW620 和 DLD - 1 细胞中分别上调和下调 NQO1 的表达。一系列细胞增殖实验（MTT、集落形成和 EdU 掺入实验）表明，敲低 NQO1 会让 CRC 细胞的增殖和克隆形成能力明显下降，就像给癌细胞的 “生长引擎” 踩了刹车；而 NQO1 过表达则会让癌细胞的这些能力增强。在裸鼠体内实验中，NQO1 沉默的肿瘤体积和重量都比对照组小很多，过表达 NQO1 的肿瘤则长得更大更重，这进一步证明了 NQO1 在促进 CRC 细胞增殖方面的 “邪恶力量”。
3. NQO1 促进 CRC 细胞转移和上皮 - 间质转化（EMT）
IHC 研究发现 NQO1 水平升高与淋巴结转移有关，这让研究人员猜测 NQO1 可能参与了 CRC 的扩散过程。于是，他们进行了伤口愈合和 Transwell 实验，结果发现敲低 NQO1 后，CRC 细胞的迁移能力显著降低，而过表达 NQO1 则会让细胞迁移能力增强。在肺转移模型中，下调 NQO1 表达后，CRC 细胞转移到肺部的能力大大减弱，肺部转移结节的数量明显减少；过表达 NQO1 则出现相反的结果。研究人员还发现，NQO1 会影响 EMT 过程，过表达 NQO1 的细胞会呈现出纺锤状的间质形态，沉默 NQO1 的细胞则更像鹅卵石一样的上皮形态。蛋白质免疫印迹和免疫荧光实验也证实，NQO1 能调控上皮和间质标记物的表达，这表明 NQO1 在促进 CRC 细胞转移和 EMT 方面发挥着重要作用，就像给癌细胞的 “转移之路” 铺上了 “加速垫”。
4. NQO1 促进 CRC 细胞对失巢凋亡（anoikis）的抵抗
基因本体富集分析提示 NQO1 可能与细胞凋亡有关，研究人员进一步研究发现 NQO1 与凋亡相关蛋白之间存在潜在的相互作用。Hoechst 染色显示，敲低 NQO1 会让 CRC 细胞中凋亡小体的数量明显增加，而过表达 NQO1 则会抑制凋亡。失巢凋亡是一种特殊的细胞死亡方式，肿瘤细胞要想转移，就必须抵抗失巢凋亡。研究人员通过模拟失巢凋亡环境，培养 HCT - 116 和 DLD - 1 细胞，发现敲低 NQO1 会增加细胞的凋亡率，过表达 NQO1 则会降低凋亡率。蛋白质免疫印迹分析表明，NQO1 上调会增加抗凋亡蛋白 BCL2 的表达，降低促凋亡蛋白 BAX、cleaved PARP、cleaved Caspase - 8 和 cleaved Caspase - 3 的表达，这说明 NQO1 能够帮助 CRC 细胞抵抗失巢凋亡，让癌细胞在 “流浪” 过程中更不容易死亡。
5. NQO1 通过有氧糖酵解促进 CRC 细胞恶性进展
功能富集分析、蛋白质 - 蛋白质相互作用研究和数据库数据都显示，NQO1 表达与关键糖酵解酶的 mRNA 水平呈正相关，这表明 NQO1 可能在 CRC 的有氧糖酵解中发挥调节作用。Seahorse XFe96 分析仪检测发现，敲低 NQO1 会降低 CRC 细胞的糖酵解能力，增强氧化磷酸化能力；过表达 NQO1 则相反。蛋白质免疫印迹分析也证实，NQO1 表达的变化会影响葡萄糖转运蛋白和糖酵解酶的水平。用糖酵解抑制剂处理细胞后，NQO1 促进 CRC 细胞增殖和迁移的能力受到明显抑制，这说明 NQO1 是通过调节有氧糖酵解来影响 CRC 细胞的增殖和转移的，有氧糖酵解就像是 NQO1 控制癌细胞的 “秘密武器”。
6. NQO1 是 miR - 485 - 5p 的直接靶基因
为了弄清楚 NQO1 表达的调控机制，研究人员使用了四种 miRNA 靶标预测算法，发现 miR - 485 - 5p 可能是调控 NQO1 的候选 miRNA。实验结果显示，上调 miR - 485 - 5p 会降低 NQO1 在 mRNA 和蛋白质水平的表达，抑制 miR - 485 - 5p 则会增加 NQO1 的表达。荧光素酶报告基因实验进一步证实，miR - 485 - 5p 能够直接靶向 NQO1 的 3′ - 非翻译区（UTR），这就像一把 “钥匙” 找到了对应的 “锁”，精准地调控着 NQO1 的表达。
7. miR - 485 - 5p/NQO1 轴促进 CRC 细胞有氧糖酵解
研究人员在 HCT - 116 和 DLD - 1 细胞中分别转染 miR - 485 - 5p 模拟物、抑制剂以及 NQO1 调控载体，结果发现 miR - 485 - 5p 模拟物会降低细胞的葡萄糖消耗、乳酸分泌和 ATP 生成，而过表达 NQO1 则能缓解 miR - 485 - 5p 对这些代谢过程的影响。细胞增殖和迁移实验也表明，miR - 485 - 5p 模拟物会抑制细胞的增殖和迁移，恢复 NQO1 水平后，这种抑制作用会被逆转。这说明 miR - 485 - 5p 可以通过影响 NQO1 的表达来调节 CRC 细胞的生长和转移能力，同时也影响着细胞的能量代谢途径，miR - 485 - 5p/NQO1 轴就像一个紧密配合的 “小团队”，共同影响着 CRC 细胞的各种行为。
综合这些研究结果，研究人员得出结论：NQO1 在 CRC 组织中经常上调，高表达的 NQO1 与患者的不良预后密切相关。NQO1 不仅能促进 CRC 细胞的增殖、转移和对失巢凋亡的抵抗，还能通过调节有氧糖酵解来推动癌细胞的恶性进展。而 miR - 485 - 5p 可以直接靶向 NQO1，抑制其表达，进而影响 CRC 细胞的代谢和恶性行为。miR - 485 - 5p/NQO1 信号轴在 CRC 的发生发展过程中起着关键作用，为 CRC 的早期诊断、预后评估和靶向治疗提供了新的潜在分子标记和治疗靶点。
在讨论部分，研究人员进一步强调了这些发现的重要意义。NQO1 在多种癌症中的高表达已经被证实，在 CRC 中它也不例外，而且还与患者的不良预后相关，这让它成为了一个很有潜力的预后指标。同时，NQO1 对失巢凋亡的调节作用也为理解 CRC 的转移机制提供了新的思路。此外，虽然 NQO1 调节有氧糖酵解的具体分子机制还需要进一步研究，但目前的结果已经表明，它在 CRC 细胞的代谢重编程中扮演着重要角色。miR - 485 - 5p 作为一种肿瘤抑制性 miRNA，对 CRC 的发生发展有重要影响，它与 NQO1 之间的相互作用揭示了一个新的调控 CRC 进展的分子途径。
总的来说，这项研究就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为我们深入了解 CRC 的发病机制提供了重要线索，也为开发更有效的 CRC 治疗方法指明了方向。未来，科研人员可以基于这些发现，进一步探索如何针对 miR - 485 - 5p/NQO1 轴开发新的治疗策略，也许在不久的将来，就能为 CRC 患者带来新的希望，让他们远离这个 “健康杀手” 的威胁。
