Twist1转录激活域通过调控MYC和O-GlcNAc糖基化通路抑制非小细胞肺癌癌基因诱导衰老的机制研究

本研究针对TWIST1过表达的非小细胞肺癌（NSCLC）患者治疗难题，通过构建新型基因工程小鼠模型（GEMM）和HBEC细胞模型，首次揭示Twist1转录激活域通过HBP/O-GlcNAc-MYC轴抑制癌基因诱导衰老（OIS）的关键机制。研究发现靶向MYC抑制剂MYCi975可重新激活OIS程序，为TWIST1高表达NSCLC提供了新型治疗策略。

　　

在肺癌治疗领域，非小细胞肺癌（NSCLC）占所有病例的80%，其中KRas突变患者因缺乏有效靶向药物而预后极差。更棘手的是，约45-60%的肺腺癌患者存在转录因子TWIST1的过表达，这类肿瘤往往更具侵袭性且对治疗产生抵抗。TWIST1作为上皮间质转化（EMT）的核心调控因子，不仅能促进肿瘤转移，还被发现可通过上调O-连接N-乙酰葡萄糖胺化（O-GlcNAc）修饰来抑制癌基因诱导的衰老（OIS）——这是细胞抵抗癌变的重要保护机制。然而，TWIST1如何通过其特定功能域调控这一过程，以及能否针对性干预，仍是悬而未决的关键科学问题。

来自约翰霍普金斯大学的研究团队在《Neoplasia》发表的重要研究，通过创新性地构建携带Twist1转录激活域突变（F191G）的基因工程小鼠模型，结合人支气管上皮细胞（HBEC）实验体系，首次阐明TWIST1的转录激活域是其抑制OIS并加速肿瘤发生的关键结构基础。研究发现靶向TWIST1下游的MYC通路或O-GlcNAc糖基化修饰可重新激活衰老程序，为TWIST1高表达NSCLC提供了"衰老疗法"新思路。

研究采用四大关键技术：1）构建新型Tet-On诱导型GEMM模型，实现肺上皮特异性共表达Kras^G12D
与Twist1^wt
/Twist1^F191G
；2）建立HBEC细胞系过表达TWIST1^wt
/TWIST1^F187G
突变体与HRas^G12V
；3）通过小动物CT成像和生物发光成像（BLI）纵向监测肿瘤发展；4）整合RNA测序、MYC靶基因芯片和O-GlcNAc修饰检测等多组学分析。

Twist1转录激活域是加速KRas突变肺肿瘤发生的关键
通过比较CR（仅Kras^G12D
）、CRT（Kras^G12D
+Twist1^wt
）和CRF191G（Kras^G12D
+Twist1^F191G
）三组小鼠发现，CRT组肿瘤无进展生存期（15.6周）显著短于CR（31周）和CRF191G组（26.7周）。病理分析显示Twist1^wt
促进腺癌形成，而突变体组肿瘤进展延迟。

转录激活域调控促肿瘤转录程序
RNA测序揭示TWIST1^wt
能维持EMT、迁移相关基因表达，而TWIST1^F187G
突变体则丧失此能力。在HBEC模型中，TWIST1^wt
特异性上调38.24%的MYC靶基因（如PTEN、PDK1等），这些基因多与衰老调控相关。

Twist1通过抑制OIS促进肿瘤发生
免疫组化显示CRT组Ki67阳性率最高而p16表达最低，CRF191G组则恢复p16表达。HBEC实验证实TWIST1^wt
可抑制HRas^G12V
诱导的β-半乳糖苷酶（SABG）阳性衰老细胞积聚，而TWIST1^F187G
丧失此功能。

HBP/O-GlcNAc-MYC轴是核心调控通路
TWIST1^wt
显著增加蛋白O-GlcNAc修饰水平。使用OGA抑制剂TMG可抑制OIS，而HBP抑制剂DON或OGT抑制剂OSMI1则恢复衰老表型。更关键的是，新型MYC抑制剂MYCi975（0.6μM）能使TWIST1^wt
细胞的衰老水平回升至对照组2倍。

这项研究不仅首次明确TWIST1转录激活域在肺癌发生中的不可替代作用，更创新性地提出通过靶向O-GlcNAc-MYC轴重新激活OIS的治疗策略。特别值得注意的是，研究中测试的MYCi975已显示出临床转化潜力，为约占肺癌患者半数比例的TWIST1高表达群体提供了精准治疗可能。该发现对理解EMT-TF在肿瘤早期发生中的作用具有范式意义，并为开发"促衰老"抗癌药物奠定了理论基础。鉴于HBP/O-GlcNAc抑制剂DRP-104等药物已进入临床试验，本研究为这些药物的精准应用提供了生物标志物指导。