BHLHA15通过调控胆固醇合成促进宫颈癌恶性进展的机制研究及临床意义

宫颈癌(CC)的高死亡率与胆固醇代谢异常密切相关，但具体调控机制尚未阐明。三峡大学团队发现转录因子BHLHA15通过直接激活CYP51A1和FASN基因表达，促进胆固醇合成并驱动CC进展。该研究不仅揭示了CC代谢重编程新机制，基于BHLHA15-CYP51A1-FASN轴构建的预后模型更为CC靶向治疗提供了新策略。

　　

宫颈癌作为妇科常见恶性肿瘤，每年导致全球超34万人死亡，且年轻患者发病率正以每年1-2%的速度增长。尽管HPV疫苗和筛查手段不断进步，晚期患者5年生存率仍不足20%。近年研究发现，胆固醇代谢异常与宫颈癌恶性进展密切相关——患者血清中总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)水平显著升高，且与不良预后直接相关。关键代谢酶如脂肪酸合酶(FASN)、甲基固醇单加氧酶1(MSMO1)等在癌组织中异常高表达，但驱动这些代谢基因失调的上游调控机制仍是未解之谜。

为破解这一科学难题，三峡大学的研究团队通过整合TCGA-GTEx-CESC多组学数据，结合体内外实验验证，首次发现碱性螺旋-环-螺旋家族成员a15(BHLHA15)是调控宫颈癌胆固醇合成的关键转录因子。该研究揭示BHLHA15在III-IV期和死亡患者组织中特异性高表达，通过染色质免疫共沉淀(ChIP)和荧光素酶报告基因实验证实其直接结合CYP51A1和FASN基因启动子区域，激活这两个胆固醇合成关键酶的转录。功能实验显示，过表达BHLHA15可使细胞内游离胆固醇和总胆固醇水平提升1.8-2.3倍，显著促进肿瘤细胞侵袭迁移；而稳定敲低BHLHA15则能通过抑制CYP51A1/FASN表达，使肿瘤生长减缓67%。更重要的是，基于这三个分子构建的预后风险模型，在预测患者5年生存率方面展现出0.89的AUC值。

研究采用的关键技术包括：1) 基于TCGA和GTEx数据库的生物信息学分析；2) 来自中国典型培养物保藏中心的6种宫颈癌细胞系模型；3) 裸鼠异种移植瘤实验；4) 染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)和双荧光素酶报告系统验证转录调控机制；5) 气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测胆固醇含量。

主要研究结果如下：
【BHLHA15是调控胆固醇代谢的关键TF】
通过交叉分析肿瘤vs正常组织、III-IV期vs I-II期、死亡vs存活患者三组差异基因，筛选出BHLHA15等5个核心转录因子。免疫组化显示BHLHA15在癌组织中的表达水平是正常宫颈的3.2倍，且与临床分期正相关。

【BHLHA15促进胆固醇合成】
过表达BHLHA15使HeLa细胞总胆固醇从45.2升至98.7 μg/mg蛋白，通过qPCR和Western blot证实其显著上调CYP51A1和FASN表达。

【分子机制解析】
ChIP-seq发现BHLHA15在CYP51A1启动子区-985至-732bp、FASN启动子区-1243至-901bp存在强结合峰。双荧光素酶实验证实突变这些结合位点可使启动子活性降低72-85%。

【体内外功能验证】
稳定敲低BHLHA15使裸鼠移植瘤体积减小67%，组织学检测显示肿瘤内胆固醇结晶减少81%。Transwell实验表明BHLHA15通过胆固醇合成途径促进细胞侵袭，该效应可被CYP51A1抑制剂酮康唑逆转。

【临床转化价值】
BHLHA15-CYP51A1-FASN三联标志物预测III期患者化疗敏感性的敏感度达92.3%，风险评分模型在训练集和验证集的C-index分别为0.82和0.79。

这项发表于《Cellular Signalling》的研究具有多重意义：首先，首次阐明BHLHA15-CYP51A1/FASN轴是宫颈癌胆固醇代谢重编程的核心调控通路，为理解肿瘤微环境代谢异常提供了新视角；其次，证实靶向抑制该通路可显著延缓肿瘤进展，为开发新型降胆固醇抗肿瘤药物提供了理论依据；最后，基于代谢相关分子构建的预后模型，为临床实施个体化治疗提供了可靠工具。正如通讯作者Dan Zhao在讨论部分指出，该发现不仅适用于宫颈癌，对肝癌、乳腺癌等同样存在胆固醇代谢异常的恶性肿瘤也具有重要参考价值。未来研究将聚焦于开发特异性BHLHA15抑制剂，并探索其与现有化疗方案的协同效应。