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为探究甲状腺乳头状癌（PTC）分子机制，研究人员聚焦 P4HA2 展开研究。发现其在 PTC 中高表达，通过 TRIM21 介导的 K48/K63 泛素化降解，激活糖酵解通路促癌。P4H 抑制剂展现抑癌效果，为 PTC 治疗提供新靶点。
论文解读
甲状腺癌作为内分泌系统常见恶性肿瘤，其中甲状腺乳头状癌（PTC）占比达 85%-90%，但约 10%-15% 患者呈侵袭性病程，30 年随访复发率近 30%，且半数存在淋巴结转移，预后较差。目前其分子机制尚未完全阐明，开发有效治疗靶点具有重要临床意义。在此背景下，成都医学院第二附属医院（中国核工业 416 医院）联合四川大学华西第二医院等机构的研究人员，针对 P4HA2 在 PTC 中的作用及机制展开深入研究。研究发现，P4HA2 通过作为 TRIM21 泛素化底物，激活糖酵解通路促进 PTC 进展，且 P4H 抑制剂可显著抑制 PTC 细胞恶性行为，相关成果发表于《Cell Death and Disease》。
研究人员采用多组学整合分析、细胞功能实验及动物模型等关键技术。通过分析 GEO 和 TCGA 数据库的 mRNA-seq 数据，筛选出差异表达基因 P4HA2；利用组织芯片（TMA）和免疫组化（IHC）验证其在 PTC 组织中的高表达及与肿瘤大小的正相关性；借助慢病毒介导的基因敲降和过表达技术，结合 CCK-8、Transwell、流式细胞术等实验，明确 P4HA2 对 PTC 细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的调控作用；通过免疫共沉淀（Co-IP）、质谱分析（MS）及泛素化实验，揭示 TRIM21 与 P4HA2 的相互作用及泛素化降解机制；运用 Seahorse 实验检测细胞外酸化率（ECAR）和 α- 酮戊二酸（α-KG）水平，验证糖酵解通路的激活；最后通过裸鼠成瘤和转移模型，在体内验证 P4HA2 的促癌作用。
研究结果
P4HA2 在 PTC 中高表达并与不良预后相关
整合分析多个数据集发现，P4HA2 在 PTC 中显著高表达，其高表达与患者无病生存期缩短相关。HPA 数据库及临床组织样本免疫组化结果均证实 P4HA2 在 PTC 组织中高表达，且阳性细胞密度和免疫组化评分显著高于癌旁组织，肿瘤体积与 P4HA2 阳性细胞比例呈正相关（R=0.4089，P<0.01）。
P4HA2 促进 PTC 细胞恶性表型
体外实验显示，敲降 P4HA2 可显著抑制 BCPAP 和 TPC-1 细胞的增殖、迁移、侵袭能力，诱导细胞凋亡；而过表达 P4HA2 则增强细胞活力，促进克隆形成、迁移和侵袭，抑制凋亡。体内实验表明，敲降 P4HA2 的 TPC-1 细胞在裸鼠皮下成瘤率降低，肿瘤生长缓慢，体积和重量显著减小；尾静脉注射敲降 P4HA2 的 BCPAP 细胞后，裸鼠肺和肝转移结节数量明显减少，Ki67 表达降低。
P4HA2 通过激活糖酵解通路促进 PTC 进展
多组学分析（mRNA 测序和 TMT 定量蛋白质组学）及基因集富集分析（GSEA）显示，P4HA2 调控的信号通路显著富集于糖酵解和缺氧通路。敲降 P4HA2 导致糖酵解关键基因 LDHA、ENO1、PGK1、SLC2A1 的 mRNA 和蛋白水平下调，ECAR 降低，糖酵解能力和储备下降，α-KG 水平升高；过表达 P4HA2 则上调 PGK1 表达，降低 α-KG 水平，表明 P4HA2 通过抑制 α-KG、激活糖酵解促进 PTC 代谢重编程。
TRIM21 通过泛素化途径调控 P4HA2 稳定性
IP-MS 分析筛选出与 P4HA2 相互作用的 TRIM21，Co-IP 和免疫荧光实验证实两者结合。TRIM21 过表达降低 P4HA2 蛋白水平，敲降 TRIM21 则提高其稳定性。机制研究表明，TRIM21 通过 RING 结构域介导 P4HA2 的 K48 和 K63 连接泛素化，经蛋白酶体途径降解 P4HA2，缺失 RING 结构域的突变体 ΔTRIM21 丧失此功能。CHX 脉冲追踪实验显示，TRIM21 缩短 P4HA2 蛋白半衰期，进一步验证其对 P4HA2 稳定性的调控。
TRIM21 和 P4H 抑制剂抑制 PTC 细胞恶性行为
敲降 TRIM21 显著增强 PTC 细胞的增殖、迁移、侵袭能力，抑制凋亡，提示 TRIM21 通过降解 P4HA2 发挥抑癌作用。使用 P4H 抑制剂 1,4-DPCA 和 DMOG 处理 PTC 细胞后，细胞增殖、迁移、侵袭被显著抑制，凋亡率升高，表明靶向 P4HA2/P4H 可作为 PTC 治疗策略。
研究结论与意义
本研究首次揭示 P4HA2 在 PTC 中的促癌作用及机制：P4HA2 作为 TRIM21 的泛素化底物，通过 K48/K63 连接的泛素化降解途径被调控，进而激活糖酵解通路，促进 PTC 细胞增殖、迁移、侵袭和体内成瘤及转移。TRIM21 通过 RING 结构域介导这一过程，而 P4H 抑制剂可有效逆转 PTC 细胞的恶性表型。研究不仅填补了 P4HA2 在 PTC 中作用的研究空白，还为 PTC 提供了潜在治疗靶点（P4HA2/TRIM21 / 糖酵解通路）及药物（P4H 抑制剂），为临床开发新疗法奠定基础。此外，研究强调了代谢重编程在 PTC 进展中的关键作用，为深入理解肿瘤微环境与代谢互作提供了新视角。
