肿瘤源性嘌呤信号通过诱导心肌细胞RBFOX1降解促进DNA损伤类抗癌药物心脏毒性的机制研究

本研究揭示了肿瘤分泌的嘌呤代谢物（inosine和hypoxanthine）通过激活心肌细胞A2A受体-CAMKIIδ-RBFOX1降解通路，导致心肌细胞去分化并增加对DNA损伤类化疗药物（如蒽环类）的敏感性。研究人员通过临床队列（MANTICORE试验）、转基因小鼠模型和分子机制实验，首次阐明ZNF281调控的嘌呤信号可作为心脏毒性预测标志物，并为靶向A2A受体/CAMKIIδ的干预策略提供理论依据，对肿瘤治疗中的心脏保护具有重要临床意义。

　　

在癌症治疗领域，化疗药物引发的心脏毒性（Chemotherapy-induced cardiotoxicity, CIC）一直是临床难题。尤其令人困惑的是，为何部分患者在相同化疗方案下会出现严重心脏损伤，而其他患者却能耐受？近年研究发现，肿瘤可能通过分泌特定因子远程调控正常组织功能，但这类"肿瘤-心脏对话"如何影响CIC的分子机制尚不明确。

来自阿尔伯塔大学（University of Alberta）的研究团队在《Nature Communications》发表的研究给出了突破性答案。他们发现肿瘤细胞通过分泌嘌呤代谢物inosine和hypoxanthine，诱导心肌细胞关键RNA剪接因子RBFOX1的降解，使成熟心肌细胞"返老还童"为更幼稚的状态——染色质开放、线粒体通透性转换孔（mitochondrial permeability transition pore, mPTP）激活，最终导致DNA损伤类化疗药物更易引发心肌细胞凋亡。这一发现不仅解释了CIC的个体差异机制，还为临床预测和干预提供了新靶点。

研究团队运用了多项关键技术：1）临床队列分析（MANTICORE试验22例乳腺癌患者血浆代谢组）；2）转基因小鼠模型（Klkb1-ZNF281过表达、心肌细胞特异性RBFOX1/GRB7敲除）；3）体外共培养系统（肿瘤细胞-心肌细胞Boyden chamber）；4）磷酸化蛋白检测（T197P-RBFOX1抗体开发）；5）线粒体功能分析（mPTP活性测定）。

主要研究结果

肿瘤源性嘌呤代谢物预测心脏毒性风险

通过对MANTICORE临床试验的22例乳腺癌患者分析发现，基线血浆inosine+hypoxanthine累计浓度>6μM可显著预测后续化疗后心脏毒性发生（p=0.036）。在A549肺癌移植瘤小鼠模型中，肿瘤微环境显著升高血清hypoxanthine水平（3.6倍）。

ZNF281调控嘌呤信号分泌机制

肿瘤中转录因子ZNF281通过抑制内吞作用，稳定膜定位的嘌呤代谢酶（CD26/ADA/PNP），促进inosine和hypoxanthine分泌。肝脏特异性过表达ZNF281的转基因小鼠血清中这两种代谢物水平显著升高。

心肌细胞RBFOX1降解的分子通路

inosine/hypoxanthine通过结合心肌细胞A_2A受体激活CAMKIIδ，后者磷酸化RBFOX1第197位苏氨酸（T197P），引发caspase-1依赖性降解。共培养实验证实，分泌高水平嘌呤代谢物的肿瘤细胞可远程诱导心肌细胞RBFOX1减少。

RBFOX1缺失导致心肌细胞去分化

RBFOX1缺陷心肌细胞呈现：1）干性标志物（RUNX1/DAB2）上调；2）成熟标志物（MEIS1/HOXB13）下调；3）染色质开放（K9Ac-H3/S10P-H3增加）；4）单核细胞比例升高。RNA剪接分析发现RBFOX1特异性调控心肌细胞GRB7剪接变体（RSVGRB7）的形成。

去分化心肌对DNA损伤剂敏感

RBFOX1缺失导致：1）RSVGRB7减少，使CypD与ATP synthase结合形成mPTP，释放细胞色素c；2）开放染色质促进蒽环类药物嵌入DNA。两者协同激活p53-APAF1-caspase9凋亡通路。动物实验显示，ZNF281过表达或RBFOX1缺失小鼠接受低剂量阿霉素后，心脏功能恶化更显著（射血分数下降>15%）。

临床样本验证

在蒽环类药物致心脏毒性（AIC）患者的心肌组织中，RBFOX1水平与p53/APAF1/c-CAS9呈显著负相关（r=-0.83~-0.66），证实该通路在人类疾病中的保守性。

这项研究首次揭示"肿瘤-心脏"远程调控的完整分子链条：ZNF281→inosine/hypoxanthine→A_2A→CAMKIIδ→RBFOX1→心肌成熟状态→DNA损伤敏感性。其重要意义在于：1）提供新型生物标志物（血浆inosine/hypoxanthine）；2）提出A_2A受体/CAMKIIδ/RBFOX1可作为干预靶点；3）为其他器官的化疗毒性机制研究提供范式。特别值得注意的是，该发现可能解释为何某些非肿瘤疾病（如心肌梗死后）也会出现血浆嘌呤代谢物升高——这或许是心脏启动自我修复的进化保守机制。