BRF2通过调控SLC8A3介导的线粒体稳态抑制肺鳞癌凋亡的分子机制研究

针对肺鳞癌(LUSC)治疗靶点匮乏的难题，山东大学齐鲁医院团队揭示了转录因子BRF2通过调控SLC8A3选择性剪接，抑制PINK1-TIMM23互作从而维持线粒体膜电位(MMP)和线粒体自噬的新机制。该研究为LUSC的线粒体靶向治疗提供了理论依据，发表于《Cell Death and Disease》。

　　

肺鳞状细胞癌(LUSC)作为非小细胞肺癌的主要亚型，占肺癌病例的20-30%，其治疗长期面临靶向药物匮乏的困境。尽管免疫治疗取得进展，但患者五年生存率仍不理想。近年研究发现，线粒体功能异常与肿瘤耐药密切相关，但调控LUSC线粒体稳态的关键分子机制尚未阐明。

山东大学齐鲁医院团队发现，转录因子BRF2在LUSC组织和细胞系中异常高表达，与患者不良预后相关。为揭示其作用机制，研究人员通过转录组测序、免疫共沉淀等关键技术，结合裸鼠移植瘤模型，系统解析了BRF2-SLC8A3信号轴调控线粒体功能的新途径。

主要技术方法包括：TCGA数据库生物信息学分析、免疫组化(IHC)检测临床样本、流式细胞术分析凋亡、JC-1探针检测线粒体膜电位(MMP)、透射电镜观察线粒体超微结构、qPCR验证基因剪接变异，以及裸鼠移植瘤实验验证体内功能。

BRF2在LUSC中高表达
TCGA数据分析显示BRF2在LUSC组织表达显著高于正常肺组织（P<0.001）。免疫组化证实30例患者癌组织中BRF2蛋白水平升高4倍（P<0.0001），Western blot显示其在H520/H226细胞系特异性高表达。

BRF2敲除促进凋亡
siRNA干扰后，LUSC细胞凋亡率增加2.3倍（P<0.01），促凋亡蛋白Bax和cleaved caspase-9上调，而抗凋亡蛋白BCL-2下降。裸鼠实验中，BRF2敲除使肿瘤体积缩小58%（P<0.001），TUNEL染色显示凋亡细胞增加3倍。

线粒体功能调控机制
RNA-seq筛选出604个差异基因，KEGG分析显示代谢和自噬通路富集。关键分子SLC8A3（钠钙交换体3）在BRF2敲除后表达降低，透射电镜观察到线粒体嵴断裂、自噬体减少。JC-1检测证实BRF2维持MMP稳定性，其缺失导致线粒体呼吸链蛋白Cyc1/NDUFA10/Cox4表达下降40%。

SLC8A3的桥梁作用
免疫共沉淀揭示SLC8A3过表达可阻断PINK1与线粒体内膜蛋白TIMM23的结合。qPCR发现BRF2通过调控SLC8A3 hnRNA剪接影响其成熟mRNA水平。挽救实验证实SLC8A3过表达可逆转BRF2敲除导致的MMP去极化和凋亡增加。

该研究首次阐明BRF2-SLC8A3轴通过"转录调控-离子稳态-线粒体质量控制"三级网络抑制LUSC凋亡的分子机制：1）BRF2促进SLC8A3前体mRNA剪接成熟；2）SLC8A3维持钙离子稳态保障MMP稳定；3）SLC8A3抑制PINK1-TIMM23互作诱导线粒体自噬。这不仅为LUSC提供了新的预后标志物，更开辟了通过靶向线粒体离子通道联合免疫治疗的新策略。

研究局限性在于未阐明BRF2表达阈值与MMP的量化关系，且PINK1线粒体内膜转运机制仍需探索。作者建议未来可开发特异性抑制BRF2剪接活性的小分子化合物，或探索BCL-2抑制剂Sabutoclax的联合治疗方案。这些发现为克服LUSC治疗耐药性提供了重要理论支撑。