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为解决膀胱癌诊疗难题，中国科学技术大学第一附属医院研究人员开展 CDCA3 在膀胱癌中作用的研究。结果发现其促进糖酵解及正反馈循环，还构建预测模型。推荐阅读，助你洞察膀胱癌机制与诊疗新方向。
膀胱癌（Bladder cancer，BLCA），这个泌尿系统里的 “大反派”，在全球癌症舞台上相当活跃，稳稳占据着第六大常见恶性肿瘤的位置 。而且，它的 “势力” 还在不断扩张，发病率和死亡率逐年上升，给公共卫生事业带来了巨大挑战。
目前，膀胱癌的临床诊断主要依赖侵入性操作，比如膀胱镜检查。想象一下，患者要承受多大的痛苦，很多人对此都难以忍受。在治疗方面，非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC）通常采用膀胱内化疗联合经尿道膀胱肿瘤切除术，但五年内高达 50 - 70% 的复发率，以及 10 - 15% 进展为肌层浸润性膀胱癌（MIBC）的情况，让人十分头疼。而 MIBC 更是恶性程度高、侵袭性强，对传统化疗耐药，主要治疗手段是根治性膀胱切除术，可患者五年生存率还不到 50% 。近年来，虽然有 PD - L1 抑制剂、FGFR 抑制剂和抗体 - 药物偶联物（ADCs）等新的治疗选择出现，但顺铂和吉西他滨为基础的化疗依然是一线治疗方案，可惜这些方法都无法有效遏制膀胱癌的进展，提高患者的总体生存率。
与此同时，肿瘤细胞为了在营养匮乏的环境中 “生存” 和 “繁衍”，会进行代谢重编程，其中有氧糖酵解（也就是著名的 Warburg 效应）尤为突出。就像一群狡猾的 “小怪兽”，即使有氧气，它们也偏爱把大量葡萄糖转化为乳酸，而不是像正常细胞那样进行完全氧化。在膀胱癌中，这种代谢变化与肿瘤的恶性程度紧密相关，干扰糖酵解途径也成为了潜在的治疗策略。不过，目前针对糖酵解酶的抑制剂在临床应用中受到诸多限制，比如传统的 HK2 抑制剂 2 - DG 会带来头痛、高血糖等不良反应。
细胞周期相关蛋白 3（Cell Division Cycle Associated - 3，CDCA3），作为细胞周期调控的关键角色，在多种恶性肿瘤的发展过程中都 “扮演” 着重要角色。在膀胱癌中，已有研究表明它能促进肿瘤进展，但它在膀胱癌发病机制中的具体调控机制还不完全清楚，而且它与细胞代谢之间是否存在联系也有待探索。
为了深入了解这些问题，研究人员在不懈努力。中国科学技术大学第一附属医院的研究人员在《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》期刊上发表了题为 “CDCA3 promotes bladder cancer progression via ENO1 - mediated glycolysis and a CDCA3 - MYC positive - feedback loop” 的论文 。他们发现，CDCA3 通过调节 α - 烯醇化酶（ENO1）的转录表达，促进膀胱癌的糖酵解过程，进而推动肿瘤进展。而且，CDCA3 与 MYC 相互作用，形成了一个自我强化的正反馈循环，共同促进膀胱癌的发展。不仅如此，他们还基于 CDCA3 和 ENO1 的表达谱构建了风险预测模型，能帮助评估膀胱癌患者的总体生存情况。这一研究为膀胱癌的发病机制提供了新的视角，也为未来的诊断和治疗提供了潜在的策略，意义重大。
在研究过程中，研究人员用到了多种关键技术方法。他们通过核酸转染技术，改变细胞内相关基因的表达；运用 RNA 提取和 qRT - PCR、Western blot 等技术，检测基因和蛋白质的表达水平；采用 Co - IP 实验，探究蛋白质之间的相互作用；借助细胞增殖实验（MTT 和集落形成实验）、细胞凋亡检测、细胞内活性氧（ROS）水平测定等方法，研究细胞的生物学行为；利用代谢分析（测量细胞外酸化率 ECAR 和氧消耗率 OCR）和代谢物检测技术，分析细胞的代谢变化；还运用分子对接实验、双荧光素酶报告实验等，深入探究分子机制；最后通过构建风险预测模型和体内实验，验证研究结果的临床意义。
下面我们来详细看看研究人员都发现了什么。
CDCA3 促进 BLCA 增殖通过增强糖酵解
研究人员分析了 GSEA 结果，发现 CDCA3 与膀胱癌的糖酵解调节密切相关。于是，他们对 CDCA3 进行了 “操控”，沉默 CDCA3 后发现，细胞内丙酮酸和乳酸水平明显降低，细胞外酸化率下降，氧消耗率上升。这表明 CDCA3 沉默后，糖酵解过程受到了抑制。而且，沉默 CDCA3 还导致细胞内 ROS 异常积累，诱导细胞凋亡。为了进一步验证 CDCA3 通过增强糖酵解促进膀胱癌增殖，研究人员给沉默 CDCA3 的细胞补充了丙酮酸，结果发现，丙酮酸有效缓解了细胞内的氧化还原失衡，减少了细胞死亡，恢复了细胞的增殖能力。在体内实验中，沉默 CDCA3 抑制了肿瘤生长，而注射丙酮酸则能恢复肿瘤细胞的增殖。这些结果充分说明，CDCA3 通过调节糖酵解，促进了膀胱癌的增殖。
CDCA3 增强 BLCA 糖酵解通过 α - 烯醇化酶
CDCA3 是如何增强膀胱癌糖酵解的呢？研究人员通过相关性分析，发现 ENO1 与 CDCA3 在转录水平上呈正相关。进一步研究发现，沉默 CDCA3 会显著降低 ENO1 的表达，而过表达 ENO1 则能挽救因 CDCA3 沉默导致的乳酸水平降低和细胞增殖能力受损。而且，ENO1 过表达还能缓解 CDCA3 沉默引起的细胞内氧化还原失衡。研究人员还通过构建稳定沉默 ENO1 的细胞模型，发现当 ENO1 缺失时，CDCA3 对乳酸水平的调节作用消失。这一系列实验表明，ENO1 在 CDCA3 调节膀胱癌糖酵解的过程中起到了关键的介导作用。
靶向 CDCA3 - ENO1 轴能够促进吉西他滨化疗
之前的研究表明，增强的糖酵解和上调的 ENO1 与化疗耐药密切相关。为了探究 CDCA3 - ENO1 轴在膀胱癌化疗反应中的作用，研究人员构建了吉西他滨耐药的 T24 细胞系（GR - T24）。他们发现，GR - T24 细胞中 CDCA3 和 ENO1 的表达水平都升高了。接着，通过实验发现，沉默 CDCA3 能使细胞对吉西他滨更敏感，而过表达 ENO1 则会部分恢复细胞的耐药性。体内实验也证实，沉默 CDCA3 能增强吉西他滨对膀胱癌的治疗效果。这说明，CDCA3 - ENO1 轴有望成为提高膀胱癌吉西他滨化疗疗效的潜在治疗靶点。
CDCA3 激活 ENO1 转录通过维持 MYC 蛋白稳定性
CDCA3 不是转录因子，那它是如何调节 ENO1 转录的呢？研究人员通过 GSEA 分析，发现 CDCA3 与 MYC 相关信号通路密切相关。进一步研究发现，沉默 CDCA3 会降低 MYC 蛋白水平，加速 MYC 蛋白降解，而过表达 CDCA3 则会增加 MYC 蛋白水平，增强其稳定性。用 MG - 132 抑制蛋白酶体后，能阻止因 CDCA3 沉默导致的 MYC 水平下降。而且，CDCA3 过表达会减少 MYC 的泛素化，沉默 CDCA3 则会增加 MYC 的泛素化。此外，过表达 MYC 能恢复因 CDCA3 沉默而降低的 ENO1 mRNA 水平。这些结果表明，MYC 在 CDCA3 对 ENO1 转录的调控中起到了关键作用。
CDCA3 招募 TRIM28 降低 MYC 泛素化
分子对接和 Co - IP 实验证实，CDCA3 与 MYC 存在相互作用，而且 CDCA3 通过其 N 端的 “无序” 结构域与 MYC 的 N 端结合。为了找出参与调节 MYC 泛素化的 CDCA3 相关蛋白，研究人员进行了 Co - IP 和液相色谱 - 质谱（LC - MS）分析，发现了 7 种与 CDCA3 相互作用且具有潜在泛素连接酶活性的蛋白。通过与已知的 MYC 相互作用蛋白进行交叉分析，他们将重点放在了 TRIM28 上。后续实验表明，TRIM28 与 CDCA3、MYC 都能相互作用，沉默 TRIM28 会降低 MYC 蛋白水平，加速 MYC 降解，而过表达 TRIM28 则会增加 MYC 蛋白表达，减少 MYC 泛素化。而且，CDCA3 过表达能增强 TRIM28 与 MYC 的相互作用，减轻因 TRIM28 沉默导致的 MYC 泛素化增加。这一系列实验证明，CDCA3 通过招募 TRIM28 来稳定 MYC，促进膀胱癌的发展。
MYC 促进 CDCA3 转录
已有研究表明膀胱癌中 CDCA3 转录上调，而 MYC 作为转录因子，研究人员推测 MYC 可能调节 CDCA3 转录。通过分析数据库，他们发现 CDCA3 与 MYC 呈正相关，而且在 CDCA3 启动子区域存在 MYC 结合峰和潜在的 E - box 序列。实验结果也证实，沉默 MYC 会降低 CDCA3 表达，过表达 MYC 则会增强 CDCA3 表达，并且 MYC 过表达能增加 CDCA3 启动子活性。这表明，MYC 在转录水平上对 CDCA3 的表达起到了调节作用。
综合这些研究结果，研究人员发现了 CDCA3 在膀胱癌中的新功能。作为细胞周期调节剂，CDCA3 与 MYC 相互作用，通过招募 TRIM28 抑制 MYC 的泛素化，防止其降解。这种相互作用增强了由 ENO1 介导的糖酵解途径，并且 MYC 还能促进 CDCA3 转录，形成正反馈循环，共同推动膀胱癌的进展。
在讨论部分，研究人员指出，肿瘤细胞的增殖信号持续激活和细胞周期调控异常是肿瘤发生发展的重要特征，而肿瘤细胞的代谢与细胞周期密切相关。他们的研究揭示了 CDCA3 在膀胱癌糖酵解调节中的关键作用，以及 CDCA3 - MYC 反馈循环在促进膀胱癌进展中的意义。此外，研究中还发现了一些有趣的现象，比如 CDCA3 主要位于细胞质，但却能与细胞核中的蛋白相互作用，这暗示着可能有部分 CDCA3 会转移到细胞核中发挥作用；TRIM28 在膀胱癌中作为转录激活剂，与 MYC 的相互作用可能会影响 MYC 的转录活性。这些发现为进一步研究膀胱癌的发病机制提供了新的方向，也为开发针对膀胱癌的靶向治疗药物带来了新的希望。
这项研究就像一盏明灯，为我们照亮了膀胱癌研究的道路，让我们对膀胱癌的发病机制有了更深入的认识，也为未来膀胱癌的诊断和治疗提供了新的思路和潜在的靶点，期待在未来，基于这些发现能开发出更有效的治疗方法，帮助更多膀胱癌患者战胜病魔。
