NAT10 通过调控 ac4C-DDIAS-PI3K/AKT 轴促进肝细胞癌进展

肝细胞癌（HCC）是全球高致死性肿瘤，N4- 乙酰胞苷（ac4C）及 NAT10 的作用机制尚不明确。本研究发现 NAT10 在 HCC 组织中高表达，通过 ac4C 修饰稳定 DDIAS mRNA，激活 PI3K/AKT 通路促进肿瘤进展，为 HCC 靶向治疗提供新方向。

　　

肝癌是威胁人类健康的重大杀手，其中肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）占原发性肝癌（Primary Liver Cancer, PLC）的 75%-85%，全球每年新发病例超 90 万，死亡近 83 万，中国更是承载了全球近半数病例。尽管综合治疗手段不断进步，但患者生存率仍未显著提升，深入探索肿瘤发生发展的关键分子机制迫在眉睫。RNA 修饰作为表观遗传学研究的前沿领域，已发现超过 170 种化学修饰，其中 N⁴- 乙酰胞苷（ac⁴C）修饰及其 “书写者” 蛋白 N - 乙酰转移酶 10（NAT10）在癌症中的作用逐渐引发关注。然而，NAT10 通过 ac⁴C 修饰调控 HCC 进展的具体机制尚未明确，亟需深入研究以挖掘新的诊断标志物和治疗靶点。

江南大学附属医院联合江南大学无锡医学院的研究团队针对这一科学问题展开研究，相关成果发表于《Scientific Reports》。研究揭示 NAT10 通过 ac⁴C-DDIAS-PI3K/AKT 信号轴促进 HCC 增殖、迁移和侵袭，为 HCC 的精准医疗提供了重要理论依据。

研究人员主要采用以下关键技术方法：

1. 临床样本分析：收集 77 例 HCC 患者手术切除的肿瘤及癌旁组织，通过免疫组化（IHC）和蛋白质免疫印迹（WB）检测 NAT10 表达，并结合临床病理数据及随访信息分析其与预后的关联。
2. 细胞功能实验：利用 shRNA 构建 NAT10 敲低的 HCC 细胞系（HCCLM3、Sk-Hep-1），通过 CCK-8 实验检测细胞增殖能力，Transwell 实验分析细胞迁移和侵袭能力。
3. 分子机制研究：采用 ac⁴C-RNA 免疫沉淀测序（acRIP-seq）和 RNA 测序（RNA-seq）筛选 NAT10 下游靶点，结合 RNA 免疫沉淀（RIP）、RNA 稳定性实验及免疫荧光验证 NAT10 与 DDIAS 的相互作用。
4. 通路验证：通过 WB 检测 PI3K/AKT 通路关键蛋白磷酸化水平，利用 DDIAS 过表达质粒逆转 NAT10 敲低对通路的抑制作用。

研究结果

1. NAT10 在 HCC 中高表达且与预后不良相关

通过 GEPIA 和 TCGA 数据库分析发现，HCC 组织中 NAT10 mRNA 表达显著高于正常组织，且高表达患者的无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）更短。临床样本验证显示，NAT10 蛋白在 HCC 组织中上调，免疫组化评分与血管侵袭、组织学分级显著相关。 Kaplan-Meier 生存分析表明，NAT10 高表达患者的中位 PFS 为 350 天，显著短于低表达组（P=0.007），提示 NAT10 可作为 HCC 预后不良的生物标志物。

2. NAT10 促进 HCC 细胞体外增殖、迁移和侵袭

在 HCCLM3 和 Sk-Hep-1 细胞中敲低 NAT10 后，CCK-8 实验显示细胞增殖能力显著下降，Transwell 实验证实迁移和侵袭细胞数减少。这表明 NAT10 缺失可抑制 HCC 细胞的恶性表型，提示其在肿瘤进展中的关键促癌作用。

3. acRIP-seq 联合 RNA-seq 筛选出 DDIAS 作为 NAT10 下游靶点

通过多组学联合分析，发现 DDIAS（DNA 损伤诱导凋亡抑制因子）mRNA 的 ac⁴C 修饰峰在 NAT10 敲低后显著减少，且基因表达下调。RIP 实验证实 NAT10 与 DDIAS mRNA 直接结合，RNA 稳定性实验显示 NAT10 敲低加速 DDIAS mRNA 降解，免疫荧光显示两者在细胞核内共定位。这些结果表明，NAT10 通过 ac⁴C 修饰稳定 DDIAS mRNA，从而调控其表达。

4. DDIAS 通过激活 PI3K/AKT 通路促进 HCC 进展

DDIAS 在 HCC 组织和细胞系中高表达，且与患者不良预后相关。敲低 DDIAS 显著抑制 HCC 细胞增殖、迁移和侵袭，并下调 PI3K 和 AKT 的磷酸化水平。而过表达 DDIAS 可逆转 NAT10 敲低导致的 PI3K/AKT 通路抑制及细胞恶性表型减弱，提示 DDIAS 是 NAT10 发挥促癌作用的关键下游分子，两者通过调控 PI3K/AKT 通路驱动 HCC 进展。

研究结论与意义

本研究首次系统揭示了 NAT10 在 HCC 中的促癌机制：NAT10 作为 ac⁴C 修饰的 “书写者”，通过乙酰化 DDIAS mRNA 的编码区（CDS）增强其稳定性，进而激活 PI3K/AKT 信号通路，促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。临床数据表明，NAT10 表达与 HCC 患者预后密切相关，提示其不仅是潜在的预后标志物，更是极具转化价值的治疗靶点。

该研究拓展了 ac⁴C 修饰在肿瘤中的研究范畴，为 HCC 的精准诊疗提供了新方向。未来可进一步开发靶向 NAT10 或 DDIAS 的小分子抑制剂，结合 PI3K/AKT 通路阻断剂，为晚期 HCC 患者提供联合治疗策略。此外，研究中建立的 NAT10-ac⁴C-DDIAS 调控轴，也为其他消化系统肿瘤（如结直肠癌、胃癌）的表观遗传研究提供了重要参考。