ALDH18A1通过调控DNA修复相关基因的可变剪接促进食管癌发展的分子机制研究

本研究针对食管癌(ESCA)中ALDH18A1的致癌机制展开探索。研究人员通过RNA-seq和iRIP-seq技术，首次揭示ALDH18A1作为RNA结合蛋白(RBP)通过结合GUAAUCC/UAGCUGG motif调控437个差异表达基因(DEGs)和1071个可变剪接事件(RASEs)，特别是DNA修复相关基因MTA1的可变剪接，从而影响KYSE150细胞的增殖、迁移和侵袭能力。该发现为ESCA靶向治疗提供了新思路，论文发表于《Scientific Reports》。

　　

食管癌作为消化系统高发恶性肿瘤，每年导致全球约30万死亡病例，其早期症状隐匿且预后极差。尽管已有研究表明分子水平的改变在食管癌发展中起关键作用，但RNA结合蛋白(RBP)在其中的调控机制仍存在大量空白。ALDH18A1作为一种潜在的新型RBP，虽在肝癌、肺癌等多种肿瘤中被报道过表达，但其在食管癌中的功能和分子机制尚未阐明。这成为制约食管癌靶向治疗发展的瓶颈问题之一。

新疆维吾尔自治区人民医院的研究人员通过TCGA数据库分析发现，ALDH18A1在食管癌组织中显著高表达，且与肿瘤分期、分级和淋巴结转移正相关。为揭示其作用机制，研究团队采用siRNA沉默KYSE150细胞中的ALDH18A1，结合RNA-seq和iRIP-seq技术，系统解析了ALDH18A1在转录调控和转录后调控层面的分子机制。

研究主要采用以下关键技术：1）基于TCGA数据库的临床样本生物信息学分析；2）siRNA基因沉默与细胞功能实验（CCK-8、Transwell等）；3）全转录组测序(RNA-seq)鉴定差异表达基因和可变剪接事件；4）改进的RNA免疫共沉淀测序(iRIP-seq)揭示ALDH18A1-RNA互作网络；5）RT-qPCR和Western blot验证关键分子。

表达水平及转移效应

分析184例ESCA和11例正常组织显示，ALDH18A1在肿瘤各分期、分级及转移样本中均显著高表达（P<0.05）。沉默ALDH18A1使KYSE150细胞增殖率降低40%，迁移和侵袭能力显著抑制（P<0.01）。

基因表达调控

RNA-seq鉴定出437个DEGs（245上调/192下调），富集于转录调控相关通路。验证实验证实ALDH18A1直接调控LAMB3、IL1B等促癌基因表达，其中LAMB3在iRIP-seq中显示特异性结合（P<0.001）。

可变剪接调控

发现1071个ALDH18A1依赖性可变剪接事件(RASEs)，其靶基因显著富集于DNA修复等通路（FDR<5%）。iRIP-seq揭示ALDH18A1偏好结合GUAAUCC/UAGCUGG motif，在CDS和内含子区域形成特征性峰图。

DNA修复机制

关键发现是ALDH18A1通过结合并调控MTA1 pre-mRNA的可变剪接影响DNA损伤修复。沉默ALDH18A1导致γ-H2AX表达增加（P<0.05），证实其通过MTA1参与DNA损伤应答。

该研究首次系统阐明ALDH18A1作为RBP在ESCA中的双重调控机制：既通过经典代谢酶功能，又通过结合RNA调控靶基因表达和可变剪接，特别是DNA修复相关通路。其中对MTA1剪接变体的调控为解释食管癌化疗耐药提供了新视角。研究提出的ALDH18A1-RASEs-DNA修复调控轴，为开发基于RNA剪接调控的ESCA靶向疗法奠定了理论基础。

值得注意的是，ALDH18A1调控的DNA修复基因网络可能影响肿瘤细胞对 cisplatin等药物的敏感性，这为克服临床化疗耐药提供了潜在干预靶点。未来研究可进一步探索ALDH18A1不同剪接变体的功能异质性及其在个体化治疗中的应用价值。