CircCDYL通过糖酵解驱动鼻咽癌进展：LDHA/乳酸化/CFL1轴的作用机制与临床意义

本研究针对鼻咽癌(NPC)中circRNA功能机制不明的难题，揭示了circCDYL通过结合LDHA mRNA 3′-UTR增强其稳定性，上调LDHA蛋白表达，促进糖酵解和乳酸积累；乳酸通过AARS1介导CFL1 K22位点乳酸化，稳定CFL1蛋白，重塑细胞骨架，最终驱动NPC增殖和转移。该发现为NPC诊断和治疗提供了新靶点。

　　

鼻咽癌（Nasopharyngeal Carcinoma, NPC）是一种在头颈部高度流行的恶性肿瘤，其发病具有显著的种族和地域分布特征。在中国南方地区，NPC的年龄标准化发病率高达每10万人20-50例，几乎是白种人群发病率的100倍。尽管治疗手段不断进步，患者五年生存率可达80%，但仍有约20%的患者面临复发或转移的风险。NPC的增殖和转移过程涉及多因素、多步骤的复杂机制，因此深入探索其潜在分子机制对于早期诊断和治疗靶点的发现至关重要。

环状RNA（circular RNAs, circRNAs）是一类通过前体mRNA反向剪接形成的非编码RNA，其缺乏5′和3′末端，因此比线性RNA更稳定。近年来研究发现，circRNAs在多种生理和病理过程中发挥关键作用，包括在NPC中调控增殖、侵袭、迁移、凋亡、血管生成和免疫逃逸等过程。然而，大多数circRNAs在NPC中的具体功能和机制仍不清楚。

在这项发表于《Journal of Advanced Research》的研究中，研究人员通过重新分析高通量RNA测序数据（GSE137543, PRJNA391554），发现circCDYL（hsa_circ_0008285）在NPC中显著高表达，且其表达水平与临床分期呈正相关。进一步的功能实验表明，circCDYL能够在体外和体内促进NPC细胞的增殖、侵袭和迁移。机制上，circCDYL直接结合乳酸脱氢酶A（LDHA） mRNA的3′-非翻译区（3′-UTR），增强其稳定性，从而上调LDHA蛋白表达，促进糖酵解过程，导致乳酸大量积累。增加的乳酸在乳酰转移酶AARS1（alanyl-tRNA synthetase 1）的催化下，促进肌动蛋白结合蛋白CFL1（cofilin 1）在第22位赖氨酸（K22）发生乳酸化修饰。这一修饰延长了CFL1的半衰期，降低了细胞粘附和刚度，最终促进了肿瘤细胞的恶性行为。

本研究采用了多种关键技术方法，包括：临床样本分析（来自中南大学湘雅医院的82例NPC组织和29例癌旁组织）；RNA测序和RT-qPCR验证；RNase R和放线菌素D处理以验证circRNA稳定性；细胞功能实验（MTT、克隆形成、Transwell、划痕实验）；动物模型（皮下成瘤和肺转移模型）；糖酵解压力测试（Seahorse分析）；蛋白质组学和乳酸化组学分析；RNA免疫共沉淀（RIP）和双荧光素酶报告实验；原子力显微镜（AFM）检测细胞力学性质。

研究结果主要包括以下方面：

一、CircCDYL在NPC中高表达并驱动其进展

通过重新分析NPC细胞的高通量RNA测序数据，研究人员鉴定出circCDYL在NPC中显著高表达。Sanger测序证实circCDYL由CDYL基因外显子2反向剪接形成，长度为667 nt。在30例NPC组织和12例慢性炎症鼻咽上皮组织中，circCDYL的表达显著上调，且与临床分期正相关。原位杂交（ISH）进一步在82例NPC组织中验证了这一结果。功能实验表明，过表达circCDYL显著增强NPC细胞的增殖、侵袭和迁移能力，而敲低circCDYL则抑制这些表型。动物实验证实，circCDYL过表达促进皮下肿瘤生长和肺转移，而敲低则起到抑制作用。

二、CircCDYL通过增强糖酵解促进NPC增殖和转移

研究人员发现，circCDYL过表达导致培养基迅速变黄，提示乳酸产量增加。糖酵解压力测试显示，circCDYL过表达提高了NPC细胞的基础糖酵解能力和最大糖酵解能力，而敲低则降低这些指标。使用糖酵解抑制剂2-DG处理可逆转circCDYL对增殖和转移的促进作用，表明circCDYL通过增强糖酵解驱动NPC恶性进展。

三、CircCDYL通过稳定LDHA mRNA驱动NPC进展

质谱分析发现circCDYL影响435个差异表达蛋白，KEGG富集分析提示其与代谢通路相关。进一步分析显示，circCDYL特异性上调LDHA mRNA和蛋白表达，而对GAPDH和ADH5影响不显著。机制上，circCDYL直接结合LDHA mRNA的3′-UTR（而非编码区），增强其稳定性。双荧光素酶报告实验和突变体验证了结合位点的特异性。回复实验表明，LDHA过表达可挽救circCDYL敲低对NPC恶性表型的抑制，而LDHA抑制剂GSK2837808A则逆转circCDYL过表达的促进作用。

四、CircCDYL促进CFL1乳酸化

乳酸化组学分析发现，circCDYL调控252个差异表达分子和542个乳酸化位点，其中细胞骨架相关蛋白（如CFL1、CFL2和DSTN）显著富集。进一步实验证实，circCDYL和乳酸处理可诱导CFL1发生乳酸化修饰，且该修饰依赖于AARS1的催化作用。位点突变实验表明，CFL1的K22是乳酸化的关键位点。乳酸化修饰显著延长了CFL1蛋白的半衰期，提高了其表达水平。原子力显微镜（AFM）分析显示，CFL1乳酸化降低了细胞刚度和粘附力，从而促进细胞迁移和侵袭。

五、临床样本验证和意义

免疫组化分析显示，LDHA、CFL1和总乳酸化水平在NPC组织中显著升高，且与circCDYL表达正相关。生存分析基于TCGA头颈鳞癌（HNSC）数据表明，高表达LDHA和CFL1的患者预后较差。这些结果提示circCDYL/LDHA/乳酸化/CFL1轴在NPC临床进展中具有重要价值。

研究结论与讨论部分强调，circCDYL作为NPC中一种新的致癌性circRNA，通过调控LDHA mRNA稳定性促进糖酵解和乳酸积累，进而通过AARS1介导的CFL1乳酸化修饰驱动细胞骨架重排和肿瘤恶性进展。这一发现不仅揭示了circRNA在肿瘤代谢重编程中的新功能，还为NPC的早期诊断和靶向治疗提供了潜在的生物标志物（如circCDYL、LDHA和CFL1）和治疗策略（如靶向糖酵解或乳酸化）。此外，该研究首次报道了CFL1在K22位点的乳酸化修饰及其在肿瘤中的作用，拓展了蛋白质翻译后修饰的研究领域。