长链非编码RNA PVT1通过转录激活FDX1促进结直肠癌铜死亡的作用机制研究

本研究针对铜死亡（cuproptosis）在结直肠癌（CRC）中的调控机制展开探索，发现lncRNA PVT1通过表观遗传激活FDX1转录，招募转录因子SF1并增加H3K27ac修饰，从而促进铜依赖性细胞死亡。该研究揭示了PVT1-FDX1轴作为铜死亡敏感性的生物标志物，为高PVT1表达的CRC患者提供了潜在治疗策略，成果发表于《Redox Biology》。

　　

铜是生命必需的微量元素，但过量积累会引发铜死亡（cuproptosis）——一种新发现的铜依赖性程序性细胞死亡形式。近年研究发现，铜死亡在癌症治疗中具有潜力，但其分子机制尤其在结直肠癌（CRC）中尚不明确。FDX1作为铜死亡的关键基因，其上游调控网络亟待解析。与此同时，长链非编码RNA（lncRNA）在肿瘤中的调控作用日益受到关注，其中PVT1在CRC中高表达且与不良预后相关，但其是否参与铜死亡调控仍是未解之谜。

为解决这些问题，中南大学的研究团队在《Redox Biology》发表研究，揭示了PVT1通过表观遗传机制激活FDX1转录、促进铜死亡的全新通路。研究通过生物信息学筛选、分子对接、染色质分离RNA纯化（ChIRP）和染色质免疫沉淀（ChIP）等技术，结合体内外功能实验，证实PVX1-FDX1轴可作为铜死亡治疗的敏感性标志。

3.1 Elesclomol和CuCl₂
诱导结直肠癌细胞发生FDX1依赖性铜死亡
研究发现，铜离子载体elesclomol联合CuCl₂
可剂量依赖性诱导CRC细胞死亡，且该过程不受凋亡、铁死亡或自噬抑制剂影响，但被铜螯合剂TTM阻断，证实为铜死亡特征。FDX1在CRC组织和细胞中高表达，其敲除显著抑制铜死亡标志物（如脂酰化DLAT和Fe-S簇蛋白）的变化，而FDX1过表达则增强铜死亡敏感性。

3.2 体内实验验证FDX1缺失削弱铜死亡
小鼠移植瘤模型显示，FDX1敲除显著减弱elesclomol-CuCl₂
的抑瘤效果，肿瘤组织中铜死亡相关蛋白（LIAS、SDHB）表达恢复，证实FDX1是铜死亡的核心介质。

3.3 PVT1通过调控FDX1转录促进铜死亡
通过TCGA数据筛选出1042个铜死亡相关lncRNA，结合预后分析锁定PVT1。实验证实PVT1与FDX1表达正相关，其过表达增强铜死亡标志物变化，而敲除则降低FDX1 mRNA和蛋白水平。双荧光素酶报告基因和转录抑制剂实验表明PVT1在转录水平激活FDX1。

3.4 PVT1直接结合FDX1启动子区
核质分离显示PVT1主要定位于核内。分子对接和ChIRP实验证实PVT1的35/98 nt区域与FDX1启动子-104/-41 bp（R1区）结合，删除该区域显著削弱FDX1转录激活。

3.5 H3K27乙酰化参与PVT1驱动的FDX1转录
RIP和ChIP实验显示PVT1与H3K27ac结合，并促进该修饰在FDX1启动子的沉积。组蛋白乙酰转移酶抑制剂MG149可逆转PVT1对FDX1的激活作用。

3.6 PVT1招募SF1增强FDX1转录
生物信息学预测和实验验证发现转录因子SF1被PVT1招募至FDX1启动子。SF1敲除降低FDX1表达，而PVT1过表达可恢复SF1在启动子的富集。

3.7-3.8 PVT1-FDX1轴的治疗意义
功能实验表明，PVT1或SF1敲除使CRC细胞对铜死亡抵抗，而FDX1过表达可逆转该效应。小鼠实验证实，删除PVT1结合域或同时沉默FDX1会消除铜死亡的抑瘤效果，且PVT1-FDX1互作仅在野生型中存在。

该研究首次阐明lncRNA PVT1通过"PVT1-SF1-H3K27ac-FDX1"轴调控铜死亡的分子机制，为高PVT1表达的CRC患者提供了精准治疗靶点。由于PVT1在多种癌症中过表达且与化疗耐药相关，该发现可能拓展至其他恶性肿瘤的铜死亡治疗策略。研究创新性地将表观遗传调控与金属离子代谢死亡相联系，为克服传统治疗耐药性提供了新思路。未来可进一步开发基于铜离子载体的联合疗法或靶向递送系统，推动铜死亡从基础研究向临床转化。