NAT10介导N4-乙酰胞嘧啶修饰通过增强HK1 mRNA稳定性促进视网膜母细胞瘤糖酵解进程的机制研究

本研究针对视网膜母细胞瘤(RB)的高致死率问题，揭示了NAT10介导的ac4C修饰通过稳定HK1 mRNA增强糖酵解从而促进肿瘤进展的新机制。研究人员通过临床样本检测、细胞实验和动物模型验证，发现NAT10在RB中显著高表达，其敲低可抑制HK1的ac4C修饰及糖酵解过程，而HK1过表达能逆转此效应。该研究为RB治疗提供了新的靶点和理论依据，具有重要的临床转化价值。

　　

在儿童眼肿瘤领域，视网膜母细胞瘤(RB)作为一种高致死率的眼内恶性肿瘤，一直困扰着医学界。这种疾病主要由RB1基因突变引起，导致肿瘤抑制蛋白功能丧失，进而引发细胞周期紊乱和异常增殖。更棘手的是，RB肿瘤细胞表现出独特的代谢重编程特征，特别是糖酵解过程的异常活跃，这为肿瘤生长提供了能量支持。然而，目前针对RB代谢异常调控机制的研究仍不够深入，尤其是RNA修饰如何影响肿瘤代谢进程的问题尚未得到充分探索。

近年来，表观遗传学调控在肿瘤发展中的作用日益受到关注。其中，N⁴-乙酰胞嘧啶(ac⁴C)作为一种新发现的RNA修饰形式，由其唯一已知的书写蛋白N-乙酰转移酶10(NAT10)介导，在多种癌症进程中发挥重要调控作用。但这种修饰在RB中的具体功能及其对肿瘤代谢的影响仍属未知领域。为了解决这一科学问题，来自烟台毓璜顶医院眼科的研究团队在《Clinics》发表了创新性研究成果，系统揭示了NAT10介导的ac⁴C修饰通过调控HK1 mRNA稳定性影响RB糖酵解进程的分子机制。

研究人员采用了多层次的实验技术体系：通过点印迹实验和定量PCR检测临床样本和细胞系中ac⁴C水平和NAT10表达；利用RNA免疫沉淀(RIP)和双荧光素酶报告系统分析NAT10与HK1的相互作用；采用细胞代谢分析系统检测糖酵解指标(ECAR和OCR)；建立小鼠异种移植模型评估体内肿瘤生长情况；并通过免疫组化验证关键蛋白表达。这些方法的综合运用确保了研究结论的可靠性。

研究结果首先揭示了ac⁴C修饰和NAT10表达在RB中的显著上调。通过点印迹实验发现，癌组织中ac⁴C水平明显高于癌旁组织，同时qPCR检测显示NAT10 mRNA在癌组织中显著高表达。在细胞水平，RB细胞系(Y-79和WERI-Rb1)与正常视网膜细胞系(ARPE-19)相比，同样表现出ac⁴C修饰水平和NAT10表达的显著增加。

在功能机制方面，NAT10敲低显著抑制了RB细胞的糖酵解过程。实验表明，shNAT10转染有效降低了NAT10表达，并显著抑制了细胞活力。代谢检测发现，NAT10敲低后葡萄糖消耗和乳酸产生均明显减少，细胞外酸化率(ECAR)下降而耗氧率(OCR)上升，表明有氧呼吸增强而糖酵解受到抑制。

分子机制研究表明NAT10通过ac⁴C修饰调控HK1的稳定性。RNA免疫沉淀显示NAT10敲低特异性降低了HK1的ac⁴C水平，而不影响其他糖酵解相关基因。免疫荧光实验证实NAT10与HK1存在亚细胞共定位，双荧光素酶报告实验进一步证明NAT10通过特定位点调控HK1启动子活性。更重要的是，actinomycin D处理实验表明NAT10敲低加速了HK1 mRNA的降解，证实了其通过ac⁴C修饰增强mRNA稳定性的机制。

挽救实验证实HK1过表达可逆转NAT10敲低对糖酵解的抑制。pcDNA3.1-HK1转染成功提高了HK1表达，并显著恢复了被NAT10敲低抑制的细胞活力、葡萄糖消耗、乳酸产生以及糖酵解速率，证明HK1是NAT10调控糖酵解的关键下游效应因子。

体内实验进一步验证了NAT10对肿瘤生长的促进作用。小鼠异种移植模型显示，NAT10敲低显著抑制了肿瘤体积和重量的增长。免疫组化分析发现，NAT10敲低组中HK1表达和细胞增殖标志物Ki67阳性率均显著降低，证实了NAT10-HK1轴在体内同样调控RB肿瘤生长。

讨论部分指出，本研究首次系统阐明了ac⁴C修饰在RB中的功能作用。RB作为儿童期最常见的眼内恶性肿瘤，早期诊断和治疗对提高生存率至关重要。研究发现NAT10介导的ac⁴C修饰通过增强HK1 mRNA稳定性，促进糖酵解过程，从而驱动肿瘤进展，这为理解RB的代谢重编程提供了新视角。HK1作为糖酵解关键酶，其表达调控机制一直是肿瘤代谢研究的热点，本研究首次揭示了ac⁴C修饰对HK1的转录后调控机制，拓展了RNA修饰在肿瘤代谢领域的研究范畴。

研究的创新性在于首次将ac⁴C修饰与RB糖酵解代谢联系起来，并明确了NAT10-HK1调控轴的核心作用。不仅为RB的发病机制提供了新的理论基础，也为开发靶向ac⁴C修饰的治疗策略提供了科学依据。未来针对NAT10的特异性抑制剂可能成为RB治疗的新方向，具有重要的临床转化价值。

当然，研究也存在一定局限性，如仅聚焦于HK1这一靶点，而未探索其他可能受ac⁴C修饰调控的基因。后续研究可进一步扩大筛选范围，全面解析ac⁴C修饰组在RB中的调控网络，为开发联合治疗策略提供更多靶点选择。

总之，这项研究深入揭示了NAT10介导的ac⁴C修饰通过稳定HK1 mRNA促进RB糖酵解和肿瘤进展的分子机制，不仅丰富了我们对RNA修饰在肿瘤代谢中作用的理解，也为RB的精准治疗提供了新的潜在靶点和理论支持。