6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGD)的非代谢功能通过调控CCNA2和HMGA2表达驱动结直肠癌进展及药物响应的机制研究

本研究揭示了6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGD)在结直肠癌(CRC)中的非代谢功能：通过结合ALKBH5抑制其去甲基化活性，增加MDM2 mRNA的m6A修饰稳定性，降低p53蛋白水平，进而激活CCNA2和HMGA2表达，促进肿瘤生长与转移。该发现为克服5-FU/奥沙利铂耐药提供了新靶点，发表于《Journal of Experimental》。

　　

研究背景
结直肠癌(CRC)是全球癌症相关死亡的第三大原因，5-氟尿嘧啶(5-FU)和奥沙利铂的耐药性严重制约临床疗效。近年来，代谢酶的非经典功能成为肿瘤研究热点，但作为磷酸戊糖途径(PPP)关键酶的6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6PGD)是否具有非代谢功能尚属空白。南开大学等机构的研究团队发现，6PGD在CRC中异常高表达，但其促癌机制是否独立于代谢活性仍待阐明。

关键技术方法
研究采用26对CRC临床样本和72例组织芯片验证6PGD表达；通过shRNA/sgRNA敲除、过表达突变体(6PGD K76R)和抑制剂Physcion处理区分代谢/非代谢功能；结合RNA-seq、MeRIP-Seq和m⁶A检测分析转录组与表观修饰；利用患者来源类器官(PDO)和异种移植(PDX)模型验证临床相关性；采用免疫共沉淀(Co-IP)和微尺度热泳动(MST)证实6PGD-ALKBH5互作。

研究结果

6PGD表达在CRC中显著升高
临床数据分析显示6PGD在CRC组织表达高于癌旁（队列1-3），且与不良预后相关。细胞实验证实敲低6PGD抑制CRC细胞增殖、迁移及裸鼠成瘤能力，PDX模型和AOM/DSS诱导的小鼠原发CRC模型中6PGD缺失显著减少肿瘤数量。

6PGD通过非代谢活性调控CRC进展
RNA-seq分析发现6PGD敲除影响细胞周期和迁移通路，而抑制剂处理仅改变18个基因。过表达催化失活突变体6PGD K76R仍能促进增殖和转移，证实其功能独立于代谢活性。关键效应分子CCNA2（调控细胞周期）和HMGA2（促转移）的表达受6PGD非代谢功能调控。

6PGD-ALKBH5-MDM2-p53轴的作用机制
质谱和Co-IP发现6PGD直接结合m⁶A去甲基酶ALKBH5（结合域：114-274aa），抑制其活性导致MDM2 mRNA的m⁶A修饰增加。YTHDF2识别修饰后的MDM2增强其稳定性，进而降解p53蛋白，解除p53对CCNA2/HMGA2的转录抑制。

靶向6PGD增强化疗敏感性
6PGD敲除显著提升CRC对5-FU/奥沙利铂的敏感性，而抑制剂Physcion无此效应，提示非代谢功能是逆转耐药的关键。PDX模型证实低表达6PGD的肿瘤对化疗药物响应更佳。

结论与意义
该研究首次阐明6PGD通过ALKBH5-MDM2-p53通路以非代谢方式驱动CRC进展，突破传统代谢酶研究的认知边界。发现6PGD蛋白水平（而非酶活性）决定化疗响应，为CRC治疗提供新策略：同时靶向6PGD代谢活性（如Physcion）和非代谢功能（如阻断6PGD-ALKBH5互作）可能产生协同疗效。论文发表于《Journal of Experimental》，为代谢酶的多维功能研究树立范式。