ATF4转录因子缺失通过调控脂肪酸代谢通路抑制肾透明细胞癌脂质蓄积与肿瘤发生

本研究针对肾透明细胞癌(ccRCC)特征性脂质蓄积的分子机制展开探索，通过构建PT细胞特异性ATF4敲除的TRACK小鼠模型(GCREA?T)，结合转录组学和蛋白质组学分析，发现ATF4通过上调Slc27a2/Fabp5介导的脂肪酸摄取和Acly/Fasn调控的脂质合成通路，驱动ccRCC特征性脂滴积累。该研究发表于《Neoplasia》，为靶向ATF4-脂代谢轴治疗ccRCC提供新策略。

　　

肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)占成人肾癌的75%-85%，其最显著的组织学特征是肿瘤细胞胞质内充满糖原和脂滴，这种"透明"表型与异常脂代谢密切相关。尽管已知缺氧诱导因子HIF1α在ccRCC中因VHL基因缺失而持续激活，但驱动脂质异常蓄积的具体转录调控机制尚不明确。更关键的是，这些脂质蓄积是否直接参与肿瘤发生？能否成为治疗靶点？这些问题成为领域内亟待破解的科学谜题。

为解答这些问题，来自威尔康奈尔医学院的研究团队在《Neoplasia》发表重要成果。他们此前已建立TRACK转基因小鼠模型，该模型通过在近端小管(proximal tubule, PT)特异性表达三重突变(P402A/P564A/N803A)的人源HIF1α，成功模拟了人类ccRCC的早期病理特征。基于前期发现ATF4(activating transcription factor 4)在ccRCC中异常高表达，研究人员此次通过交叉育种构建了PT细胞特异性ATF4敲除的TRACK小鼠(GCREA?T)，结合多组学分析和病理学评估，系统揭示了ATF4在ccRCC脂代谢重编程和肿瘤发生中的核心作用。

研究采用的主要技术包括：1) 条件性基因敲除技术构建GCREA?T小鼠模型；2) 全转录组测序(mRNA-seq)和DIA质谱蛋白质组学分析；3) 基于Hallmark数据库的基因集富集分析(GSEA)；4) Folch法脂质定量和H&E染色病理评估。

研究结果

ATF4敲除模型的成功构建
通过将Ggt1-CreER^TG/TG
小鼠与ATF4^fl/fl
小鼠杂交，经他莫昔芬诱导实现PT细胞特异性ATF4敲除。免疫组化证实GCREA?T小鼠肾脏ATF4蛋白完全缺失，而肝脏组织保留完整表达。

多组学揭示ATF4的全局调控作用
转录组分析显示GCREA?T与TRACK小鼠相比，约20%的mRNA发生显著改变，其中脂肪酸代谢通路变化最为显著。蛋白质组学检测到23%的蛋白表达差异，与转录组变化趋势高度一致。

ATF4缺失抑制癌前病变
H&E染色显示ATF4敲除使TRACK小鼠肾脏中癌前囊性病变减少50%以上。关键致癌基因如Ddit4和Tsc22d1的表达显著下调，这些基因在人类ccRCC中通常高表达。

脂代谢通路的重编程机制
GSEA分析发现ATF4主要调控：1) 脂肪酸摄取：下调Slc27a2、Cd36和Fabp5(特别是Fabp5蛋白降低3.5倍)；2) 脂肪酸合成：抑制Acly(ATP citrate lyase)和Fasn(fatty acid synthase)表达；3) 胆固醇合成：降低Acat2和Hmgcs1水平。Folch法证实ATF4敲除使肾脏脂质含量减少40%。

讨论与意义
该研究首次阐明ATF4通过"三位一体"机制驱动ccRCC特征性脂质蓄积：增强脂肪酸摄取(Fabp5)、促进从头合成(Acly/Fasn)、加速胆固醇生成(Acat2/Hmgcs1)。特别值得注意的是，Fabp5和Acly作为ATF4下游关键效应分子，既是ccRCC的不良预后标志物，也是已获验证的治疗靶点，这为开发ATF4抑制剂提供了强有力依据。

从转化医学角度看，当前ccRCC治疗主要依赖VEGF靶向药和免疫检查点抑制剂，但应答率有限。该研究提出的ATF4-脂代谢轴为克服肿瘤异质性提供了新思路：既可单独靶向ATF4实现"一石三鸟"(抑制脂摄取、合成和肿瘤发生)，也可与现有疗法联用。尤其对于早期ccRCC患者，干预ATF4可能阻止脂质蓄积相关的恶性转化，这为二级预防策略开发指明了方向。

这项研究的创新性在于：首次在生理条件下证实ATF4对ccRCC脂代谢的调控作用；建立可模拟人类疾病进展的基因工程动物模型；发现Fabp5是ATF4调控网络中的关键节点蛋白。未来研究可进一步探索ATF4与HIF1α/SREBP1通路的交叉作用，以及组织特异性敲除ATF4对晚期ccRCC的影响。