GGH/HuR复合体通过稳定mRNA维持肿瘤细胞周期和DNA复制的新机制及其在肺癌治疗中的潜在价值

本研究揭示了γ-谷氨酰水解酶（GGH）作为新型RNA结合蛋白（RBP）的非经典功能，其与人类抗原R（HuR）形成三元复合物，通过结合CDC6/CCND1等mRNA的5'UTR区GC富集 motif 维持mRNA稳定性，从而促进非小细胞肺癌（NSCLC）的细胞周期进程和DNA复制。该发现为靶向GGH-HuR-mRNA轴治疗肺癌提供了新策略。

　　

GGH/HuR复合体调控肿瘤细胞周期与DNA复制的分子机制

Abstract

γ-谷氨酰水解酶（GGH）作为叶酸代谢酶，在多种癌症中高表达但作用机制不明。最新研究发现GGH通过非经典RNA结合功能，与HuR协同稳定靶标mRNA，驱动肿瘤恶性进展。

1 Introduction

真核细胞周期受精密调控，GGH经典功能是水解多聚谷氨酰化叶酸，但其促癌作用与叶酸代谢抑制DNA合成的理论相悖。研究提出GGH可能存在独立于叶酸代谢的RNA调控功能。

2 Results

2.1 GGH Knockdown Impairs the Cell Cycle and DNA Replication

RNA-seq显示GGH沉默显著下调细胞周期和DNA复制通路基因（如CDC6、CCND1）。流式细胞术证实GGH缺失导致G1/S期阻滞，伴随p27上调和CCND1下调。Western blot显示PCNA、MCM2-7等复制起始因子表达降低。

2.2 叶酸代谢非依赖性调控

FPGS（叶酸多聚谷氨酰合成酶）敲低可被嘌呤挽救，但GGH缺失仅部分恢复，提示其通过非叶酸代谢途径调控DNA复制。补充dNTP可部分逆转GGH缺失效应，证实其双重调控机制。

2.3 GGH与HuR的相互作用

Co-IP-MS鉴定HuR为GGH核心互作蛋白。GST pull-down证实直接结合，免疫荧光显示核质共定位。分子对接预测GGH肽酶结构域含15个HuR结合位点。

2.4 GGH的RNA结合特性

eCLIP-seq揭示GGH优先结合5'UTR区GC富集motif（如CCND1 chr11:69,646,834-69,646,845）。RNA EMSA和热迁移实验证实GGH信号肽结构域直接结合mRNA，RIP验证其对CDC6/CCND1的稳定作用。

2.5 三元复合物形成机制

Oligo(dT)下拉显示GGH-HuR相互依赖增强RNA结合能力。RNase A处理削弱互作，提示mRNA介导复合物稳定性。这种协同作用可能诱导mRNA环化构象，延长半衰期。

2.6 体内外抑癌效果

Tet-on-shGGH系统显著抑制裸鼠移植瘤生长（p<0.001）。GGH抑制剂重氮丝氨酸（10 mg kg^-1）处理使LLC荷瘤小鼠肿瘤体积缩小42%，Ki67阳性率降低60%。

2.7 临床相关性

TCGA数据分析显示GGH高表达与LUAD患者不良预后显著相关（HR=1.53, p=0.003）。组织芯片免疫组化证实GGH在75例NSCLC中过度表达（IHC评分2.8 vs 正常组织1.2, p<0.001）。

3 Discussion

GGH通过"双功能开关"机制平衡促癌与抑癌作用：其肽酶结构域负调控叶酸代谢，而信号肽结构域作为RBP正调控mRNA稳定性。这种特性在快速增殖的肿瘤细胞中形成选择性优势。

4 Experimental Section

关键技术包括：

1. 1.

   基于CRISPR的Tet-on-shRNA系统

2. 2.

   改进型eCLIP-seq（UV交联能量400 mJ cm^-2）

3. 3.

   热迁移实验定量蛋白-RNA结合亲和力（ΔT_m达8.2°C）

该研究为开发靶向GGH RNA结合域的小分子抑制剂提供了理论依据，同时提示联合靶向叶酸代谢和mRNA稳定性的治疗策略可能增强抗肿瘤效果。