CHML通过转录和代谢重编程来调控肝细胞癌的迁移和侵袭行为

《Frontiers in Oncology》：CHML regulates migration and invasion in hepatocellular carcinoma via transcriptional and metabolic reprogramming

肝细胞癌（HCC）迁移侵袭的调控机制及代谢重编程研究。通过CRISPR-Cas9技术敲除或过表达CHML基因，结合转录组测序、代谢组学及细胞实验，揭示CHML通过调控胆碱代谢（SLC44A3/PA）激活MAPK/PI3K-AKT信号通路驱动HCC迁移侵袭。临床数据分析证实CHML高表达与患者不良预后显著相关，为靶向治疗提供新思路。

　　肝细胞癌（HCC）是全球最常见的原发性肝癌之一，每年导致约83万例死亡，位居癌症相关死亡的第四位。尽管手术切除和射频消融等方法对早期至中期HCC患者具有一定的疗效，但大多数患者在确诊时已处于晚期，无法接受手术治疗。晚期HCC具有高度的转移能力，这不仅导致预后不良，还成为治疗失败和生存率下降的主要原因之一。目前，针对晚期HCC的分子靶向药物如索拉非尼虽能提供有限的生存益处，却无法有效阻止肿瘤复发或转移。因此，深入理解HCC转移的分子机制对于开发新的治疗策略至关重要。

CHML（Rab escort protein-2；REP-2）是一种参与Rab蛋白前酰化的重要蛋白质，这一过程对Rab蛋白的膜定位和功能至关重要。CHML的同源蛋白CHM/REP-1在宫颈癌、肺癌和结直肠癌中已被证实具有促癌作用。此外，CHML的突变可能导致人类视网膜色素变性，最终引发脉络膜新生血管形成。CHML的过表达与肺癌和多发性骨髓瘤患者的不良预后相关。已有研究显示，miR-199a-3p可靶向CHML，通过结合Rab5A促进非小细胞肺癌细胞的生长。在HCC中，先前的研究表明CHML通过将Rab14运送到膜上，维持Rab14的循环，从而增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。然而，CHML是否通过更广泛的转录调控或代谢重编程机制促进HCC进展，目前仍不明确。此外，CHML基因敲除对HCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响仍需进一步验证。

在本研究中，我们通过CRISPR-Cas9技术成功敲除了肝癌细胞中的CHML基因，并通过多种实验方法评估了其对HCC细胞功能的影响。结果显示，CHML的敲除显著抑制了HCC细胞的迁移和侵袭能力，而其过表达则促进了这些现象。值得注意的是，CHML的敲除并未影响HCC细胞的增殖能力，这与之前的研究结果一致。进一步的转录组测序分析揭示了CHML在HCC转移中调控的多个关键信号通路，包括PI3K-AKT信号通路、细胞外基质-受体相互作用通路和粘附斑形成通路。代谢组学分析则发现了胆碱代谢这一关键的被改变通路。结合转录组和代谢组数据，我们发现胆碱代谢在CHML调控的HCC转移中起到了核心作用。

CHML通过上调胆碱转运蛋白SLC44A3，增强了细胞对胆碱的摄取，从而提高了磷脂酸（PA）的生成。这一代谢变化激活了MAPK和PI3K-AKT信号通路，最终促进了HCC细胞的迁移和侵袭能力。研究结果表明，CHML通过调控胆碱代谢和相关信号通路，显著影响了HCC细胞的侵袭性。这些发现不仅加深了我们对CHML在HCC中的作用机制的理解，还为未来HCC的治疗策略提供了潜在的靶点。

为了进一步验证CHML在HCC中的表达情况及其与患者预后的关系，我们分析了UALCAN数据库中的临床数据。结果显示，CHML在HCC组织中的表达水平显著高于正常组织，尤其在分化程度较低的HCC和伴有淋巴结转移的HCC中表达更高。这表明CHML可能在HCC的发展过程中扮演关键角色。通过GEPIA和Kaplan-Meier分析，我们发现CHML的高表达与HCC患者的无病生存期（DFS）和总生存期（OS）缩短显著相关，进一步支持了CHML在HCC中的促癌作用。此外，cBioPortal平台的分析显示，CHML在HCC中主要通过扩增和突变等方式发生遗传改变，这可能进一步增强其促癌效应。

本研究还发现，CHML的表达在多种癌症中均被上调，特别是在肝癌中更为显著。这表明CHML可能是一个具有广泛临床意义的癌基因。通过对多种关键基因的关联分析，我们发现CHML与多个迁移相关基因呈正相关，包括AGR2、TMSB4X、CDH17、LAMC2、LAMB3、COL9A3、CREB3L1、ADAP1、MAGEB6、TMPRSS4、ZNF462和ITGB2等，而与C1R、IGFBP2和SHD等基因呈负相关。这些基因的异常表达可能在CHML介导的迁移和侵袭表型中起到重要作用。

尽管本研究揭示了CHML在HCC转移中的关键作用，但仍存在一些局限性。首先，我们未能直接测量PA浓度的变化及其在细胞内的具体作用机制。其次，由于实验条件的限制，我们未能在体内完全验证CHML对转移的影响。未来的研究需要进一步探讨CHML介导的代谢重编程在HCC中的具体机制，以及其在体内模型中的作用。这些研究将有助于更全面地理解CHML在HCC中的生物学功能，并为开发针对HCC的新型治疗策略提供理论依据。