ANXA1 通过 GOT1 稳定调控谷氨酰胺代谢促进肝内胆管癌增殖与生长的机制研究

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 11.4

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  肝内胆管癌(ICC)预后差,术后复发率高,代谢异常尤其是氨基酸代谢在其恶性进展中起关键作用。研究人员围绕 ANXA1 展开研究,发现 ANXA1/USP5/GOT1 轴促进谷氨酰胺代谢及 ICC 增殖,联合抑制 ANXA1 与谷氨酰胺摄取有治疗潜力。

  肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)是一种恶性程度极高的肝脏肿瘤,术后复发率高达 50-60%,5 年生存率仅 8-30%。由于早期症状隐匿,多数患者确诊时已处于进展期,且现有手术和化疗手段效果有限,迫切需要深入探索其发病机制并开发新的治疗策略。异常代谢是肿瘤的显著特征,其中氨基酸代谢异常与 ICC 的恶性进展密切相关,但具体分子机制一直未明确。
为了揭示 ICC 代谢异常的关键调控机制,贵州医科大学附属医院等机构的研究人员开展了相关研究。他们发现,Annexin A1(ANXA1)在 ICC 组织中高表达,且与患者预后不良相关。进一步研究表明,ANXA1 通过招募去泛素化酶 USP5(ubiquitin specific protease 5)稳定谷草转氨酶 1(GOT1,glutamate-oxaloacetate transaminase 1),促进谷氨酰胺代谢,增强肿瘤细胞对氧化应激的适应能力,从而推动 ICC 的增殖与生长。该研究成果发表在《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》,为 ICC 的治疗提供了新的靶点和思路。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:

  • 生物信息学分析:整合多个数据库的 ICC 转录组数据,筛选与代谢和预后相关的关键基因。
  • 临床样本检测:通过 qRT-PCR、Western blotting 和免疫组化(IHC)检测 ANXA1 等在 ICC 组织和细胞中的表达。
  • 细胞功能实验:利用 CCK8、克隆形成实验、EdU 等检测 ANXA1 对 ICC 细胞增殖的影响。
  • 动物模型:构建裸鼠皮下成瘤模型,验证 ANXA1 在体内对肿瘤生长的作用。
  • 机制研究:通过免疫沉淀(Co-IP)、质谱分析(MS)、泛素化检测、免疫荧光共定位等技术,探究 ANXA1 与 GOT1、USP5 的相互作用及调控机制。

研究结果


1. 生物信息学分析筛选出关键代谢相关基因 ANXA1


通过对 744 例 ICC 样本的转录组数据进行分析,基于 76 条 KEGG 代谢通路将样本分为两种代谢亚型,其中 Cluster2 患者预后更差,且氨基酸代谢等通路显著上调。进一步筛选出 23 个代谢相关候选基因,经单基因 Cox 回归分析确定 ANXA1 为高代谢风险评分且与预后显著相关的基因。ANXA1 在多个数据集的 ICC 肿瘤组织中高表达,其高表达患者的总生存期和无病生存期显著缩短。

2. ANXA1 在 ICC 组织和细胞中高表达并促进肿瘤生长


对 40 例 ICC 患者的冷冻组织和 78 对 ICC 及癌旁组织分析显示,ANXA1 在肿瘤组织中 mRNA 和蛋白水平均显著升高。免疫组化结果也证实 ANXA1 在 ICC 组织中高表达,且与肿瘤大小和生存状态相关。体外实验表明,敲低 ANXA1 可抑制 HUCCT1、HCCC9810 等 ICC 细胞的增殖,而过表达 ANXA1 则促进 RBE 细胞增殖;体内裸鼠成瘤实验显示,ANXA1 敲低组肿瘤生长显著受抑,过表达组肿瘤生长加速。

3. ANXA1 与 GOT1 相互作用并调控其蛋白稳定性


免疫沉淀联合质谱分析发现,ANXA1 与谷氨酰胺代谢关键酶 GOT1 相互作用,且两者在 ICC 细胞和组织中存在细胞质共定位。敲低 ANXA1 导致 GOT1 蛋白水平下降,但不影响其 mRNA 表达,提示 ANXA1 在蛋白水平调控 GOT1。进一步研究表明,ANXA1 通过抑制 GOT1 的泛素化降解来稳定其蛋白,蛋白酶体抑制剂 MG132 可逆转敲低 ANXA1 导致的 GOT1 减少,而溶酶体抑制剂无此作用。

4. ANXA1 招募 USP5 介导 GOT1 去泛素化


质谱分析和数据库筛选发现,去泛素化酶 USP5 是 ANXA1 的结合蛋白。ANXA1 作为支架蛋白促进 USP5 与 GOT1 结合,使 GOT1 在赖氨酸 97 位点发生去泛素化,从而稳定 GOT1。敲低 USP5 可缩短 GOT1 半衰期,增加其泛素化水平,而过表达 USP5 可恢复 GOT1 蛋白水平。ANXA1 敲低会减弱 USP5 与 GOT1 的相互作用,进一步证实 ANXA1 通过招募 USP5 来稳定 GOT1。

5. ANXA1 通过调控谷氨酰胺代谢增强肿瘤细胞抗氧化能力


功能实验表明,ANXA1 敲低导致 ICC 细胞的谷氨酰胺摄取减少,谷氨酸和天冬氨酸生成降低,谷胱甘肽(GSH)水平下降,活性氧(ROS)水平升高,而过表达 GOT1 可逆转这些变化。在裸鼠模型中,谷氨酰胺缺乏饮食联合 ANXA1 敲低显著抑制肿瘤生长,提示 ANXA1 通过促进谷氨酰胺代谢增强肿瘤细胞对氧化应激的适应,进而促进肿瘤生长。

研究结论与意义


本研究揭示了 ANXA1 在 ICC 中的促癌作用及其机制:ANXA1 作为支架蛋白,通过招募 USP5 介导 GOT1 去泛素化并稳定其蛋白,从而促进谷氨酰胺代谢,增强肿瘤细胞抗氧化能力,最终推动 ICC 的增殖与生长。抑制 ANXA1 联合谷氨酰胺摄取抑制可显著抑制 ICC 细胞增殖和肿瘤生长,为 ICC 提供了 “代谢靶点 + 氨基酸剥夺” 的联合治疗新策略。该研究不仅深化了对 ICC 代谢 reprogramming 的认识,还为临床开发靶向 ANXA1/USP5/GOT1 轴的药物提供了理论依据,具有重要的科学意义和转化应用前景。

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