TRIM65通过泛素化降解AMPK调控胶质瘤糖代谢重编程促进细胞增殖的机制研究

本研究针对胶质瘤糖代谢异常的关键调控机制，揭示了E3泛素连接酶TRIM65通过K48多聚泛素化途径降解AMPK，激活HIF-1α介导的有氧糖酵解（Warburg效应），从而促进胶质瘤进展。该发现发表于《npj Precision Oncology》，为靶向TRIM65/AMPK/HIF-1α轴治疗胶质瘤提供了新策略。

　　

胶质瘤作为中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，其高死亡率与治疗抵抗性始终是临床面临的重大挑战。这种侵袭性肿瘤表现出独特的代谢特征——即使在氧气充足条件下仍优先选择糖酵解而非氧化磷酸化（OXPHOS）供能，这种现象被称为"Warburg效应"。代谢重编程不仅为肿瘤快速增殖提供生物合成前体，还创造有利于肿瘤微环境的酸性条件。尽管靶向糖代谢已成为抗癌研究热点，但调控这一过程的关键分子机制尚未完全阐明。

江西省人民医院的研究团队在《npj Precision Oncology》发表的重要研究，首次揭示了三结构域蛋白65（TRIM65）作为E3泛素连接酶通过AMPK/HIF-1α轴调控胶质瘤糖代谢重编程的新机制。研究人员采用多组学分析结合功能实验，发现TRIM65在胶质瘤组织中异常高表达且与不良预后相关。通过建立稳定敲低TRIM65的细胞模型和动物实验，证实TRIM65缺失可显著抑制肿瘤生长。RNA测序分析提示TRIM65与糖代谢通路密切相关，后续实验证实其通过泛素-蛋白酶体系统降解AMPK蛋白，解除对HIF-1α的抑制作用，最终驱动糖酵解关键酶HK1、PDK1的表达上调。

关键技术方法包括：TCGA/CPTAC数据库生物信息学分析、组织芯片免疫组化（149例临床样本）、RNA测序与基因富集分析（GSEA）、LC-MS/MS筛选TRIM65互作蛋白、体外泛素化实验（K48/K63链特异性检测）、代谢功能检测（乳酸/ATP产量测定、线粒体膜电位TMRE染色）以及裸鼠异种移植模型。

研究结果：

1. TRIM65表达与临床预后的相关性
   通过分析TCGA和CPTAC数据集发现，TRIM65在低级别胶质瘤（LGG）和胶质母细胞瘤（GBM）中的mRNA和蛋白水平均显著高于正常组织。组织芯片免疫组化显示TRIM65表达与肿瘤分级呈正相关（p<0.001），高表达患者总生存期显著缩短（p<0.05）。

2. TRIM65促进肿瘤增殖的生物学功能
   体外实验显示，TRIM65敲低使U251和U87细胞增殖率下降40%-60%（EdU实验p<0.01），而过表达则促进克隆形成（p<0.001）。皮下移植瘤模型证实，sh-TRIM65组肿瘤体积和重量减少约50%（p<0.01），Ki67阳性细胞数显著降低。

3. 糖代谢重编程的调控机制
   代谢检测发现TRIM65敲低使乳酸产量降低35%（p<0.001），同时OXPHOS复合体II/III/V表达上调。线粒体功能分析显示，敲低组ATP产量增加1.8倍（p<0.01），膜电位提升2.1倍（TMRE染色p<0.001）。糖酵解抑制剂2-DG可逆转TRIM65过表达促增殖效应。

4. AMPK泛素化降解的分子机制
   LC-MS/MS鉴定出AMPK是TRIM65的关键作用靶点。免疫共沉淀证实TRIM65促进AMPK的K48链特异性泛素化（非K63链），蛋白酶体抑制剂MG132可阻断这一过程（p<0.001）。CHX追踪实验显示TRIM65使AMPK半衰期从6h缩短至2h。

5. HIF-1α依赖的代谢调控通路
   TRIM65敲低使HIF-1α蛋白水平下降60%（p<0.01），而过表达HIF-1α可挽救TRIM65缺失导致的糖酵解抑制。值得注意的是，AMPK敲除会消除TRIM65对HIF-1α的调控作用，证实该通路具有AMPK依赖性。

这项研究首次阐明TRIM65-AMPK-HIF-1α轴在胶质瘤代谢重编程中的核心作用：TRIM65通过K48链泛素化标记导致AMPK被蛋白酶体降解，解除AMPK对HIF-1α的抑制作用，进而激活HK1、PDK1等糖酵解关键酶的表达，最终促进Warburg效应和肿瘤进展。该发现不仅为理解胶质瘤代谢异常提供新视角，更提示TRIM65可作为潜在治疗靶点——通过小分子抑制剂阻断其E3连接酶活性，可能恢复AMPK的肿瘤抑制功能，逆转促肿瘤代谢状态。研究采用的临床样本验证与多维度机制探索相结合的策略，为开发代谢靶向抗肿瘤药物提供了重要理论依据。