LINC01357通过激活MYH9介导的Notch信号通路重编程脂肪酸代谢促进三阴性乳腺癌进展

《Genes & Diseases》：LINC01357 reprograms fatty acid metabolism to facilitate the progression of triple-negative breast cancer by activating the MYH9-mediated Notch pathway

三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）是一种侵袭性亚型，预后不良。长链非编码RNA（long non-coding RNAs, lncRNAs）正逐渐被认为是癌症的关键调控因子；然而，它们在TNBC代谢重编程中的作用仍不清楚。通过整合生物信息学分析，包括加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis, WGCNA），研究人员将LINC01357鉴定为与TNBC进展相关的中枢lncRNA。LINC01357在TNBC组织中表达上调，并与不良生存相关。在功能上，它促进增殖、迁移和肿瘤生长。在机制上，研究结果表明，LINC01357通过增加脂滴和上调FASN/ACC1来重编程脂肪酸代谢。这种依赖性得到了棕榈酸（palmitic acid）能够挽救LINC01357敲低的抗肿瘤效应的支持。此外，LINC01357通过与MYH9相互作用并使其稳定化来激活Notch信号通路。稳定化的MYH9增强了NICD1蛋白的稳定性，从而促进脂肪生成表型。研究结果揭示了LINC01357/MYH9/Notch轴通过脂肪酸代谢重编程驱动TNBC进展的新机制，凸显了其作为预后生物标志物和治疗靶点的潜力。

一、研究背景与科学问题

三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）约占乳腺癌总数的15%–20%，是最具侵袭性的亚型。由于缺乏雌激素受体（estrogen receptor, ER）、孕激素受体（progesterone receptor, PR）和人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2, HER2）的表达，TNBC缺乏常见的治疗靶点，患者预后差、转移率高、治疗选择有限。近年来，长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）被证实在肿瘤发生发展中发挥广泛作用，包括化疗耐药、细胞增殖、上皮间质转化（epithelial–mesenchymal transition, EMT）和转移等。然而，lncRNA在TNBC代谢重编程中的角色仍缺乏系统研究。LINC01357作为一种新型非编码RNA，此前在肝癌和胃癌中被报道表达失调并与肿瘤进展相关，但其在TNBC中的功能、机制和代谢作用尚不清楚。基于此，研究人员开展了本研究，旨在阐明LINC01357在TNBC中的临床意义、功能及分子机制。该研究发表于《Genes》。

二、主要技术方法

研究人员整合了GEO（GSE65216，n=1154）和TCGA数据库（共16911个lncRNA）进行差异表达分析和加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis, WGCNA），并结合TCGA-BRCA生存数据进行预后评估。采用RNA测序、荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）、核质分离、qRT-PCR、Western blotting、油红O和BODIPY染色、RNA pull-down联合质谱分析、RNA免疫沉淀（RNA immunoprecipitation, RIP）、免疫共沉淀（co-immunoprecipitation, Co-IP）、免疫荧光、分子对接（HDOCK/PLIP）以及体内异种移植瘤模型等多项技术，系统验证了LINC01357的功能与机制。

三、研究结果

1. 1.
   LINC01357在TNBC中重编程脂肪酸代谢

通过整合生物信息学筛选，研究人员鉴定出LINC01357为与TNBC进展相关的中枢lncRNA。TCGA数据显示LINC01357在TNBC组织中显著高表达，且高表达与较差的总生存期显著相关。KEGG和GSEA富集分析显示，高表达组显著富集脂质代谢相关通路。FISH和核质分离实验证实LINC01357主要定位于细胞质。RNA测序及GSEA分析表明，LINC01357敲低后差异基因主要参与脂肪酸代谢。油红O和BODIPY染色显示，LINC01357过表达增加脂滴积累，敲低则减少脂滴积累。qRT-PCR和Western blotting证实，LINC01357过表达上调FASN和ACC1的mRNA及蛋白水平，敲低则下调，而CPT1A和CD36蛋白水平不受影响。这些结果表明LINC01357促进TNBC细胞的脂肪酸合成。

1. 2.
   LINC01357促进TNBC的肿瘤发生和EMT表型

CCK-8、EdU和克隆形成实验显示，LINC01357过表达显著增强Hs 578T细胞的活力、增殖和克隆形成能力，而敲低则显著抑制MDA-MB-231细胞的这些能力。划痕愈合和Transwell实验表明，LINC01357过表达促进细胞迁移和侵袭，敲低则抑制。TCGA富集分析显示LINC01357表达与EMT正相关。Western blotting和免疫荧光证实，LINC01357过表达上调间充质标志物（N-cadherin、Vimentin、Slug）并下调上皮标志物E-cadherin，同时增加PCNA表达；敲低则呈现相反趋势。体内异种移植瘤模型显示，LINC01357敲低显著减小肿瘤体积和重量，免疫组化染色显示Ki-67表达降低。这些结果表明LINC01357在体内外均促进TNBC增殖和EMT。

1. 3.
   LINC01357通过调控脂肪酸代谢促进肿瘤发生

体内免疫组化显示，LINC01357敲低显著降低肿瘤组织中ACC1和FASN的表达，而CPT1A和CD36基本不变。棕榈酸（palmitic acid, PA）处理能够有效恢复LINC01357敲低导致的脂滴减少，并挽救敲低引起的细胞活力、增殖和迁移能力下降。这些结果表明LINC01357通过上调脂肪酸生物合成促进TNBC肿瘤生长和细胞迁移。

1. 4.
   LINC01357激活Notch信号通路诱导TNBC肿瘤发生

通过RNA测序与TCGA数据的KEGG通路交集分析，研究人员鉴定出28条共享信号通路，其中包括Notch信号通路。GSEA进一步证实Notch通路的富集。Western blotting显示，LINC01357过表达上调cleaved Notch1（NICD1）及其靶基因HES1、HES5和HEY1，敲低则下调。体内免疫组化也显示敲低组NICD1表达降低。使用γ-分泌酶抑制剂Nirogacestat（PF-03084014）处理LINC01357过表达细胞后，NICD1、HES1和HES5水平显著下降，且细胞增殖、克隆形成、迁移和侵袭能力均被显著抑制。这些结果表明LINC01357的促肿瘤功能依赖于Notch信号通路的激活。

1. 5.
   LINC01357通过Notch通路诱导TNBC脂肪酸代谢

在LINC01357敲低细胞中，重组人DLL4（Notch配体）处理能够显著恢复FASN和ACC1的蛋白水平，并增加脂滴积累。EdU和划痕愈合实验显示，DLL4单独处理可部分恢复敲低导致的增殖和迁移抑制，而DLL4与棕榈酸联合处理则产生更显著的挽救效果。这些结果表明LINC01357–Notch–脂质合成轴以层级方式驱动TNBC进展。

1. 6.
   LINC01357通过与MYH9相互作用并使其稳定化来上调Notch通路

RNA pull-down联合质谱分析鉴定出MYH9为LINC01357的相互作用蛋白，并经Western blotting和RIP实验验证。分子对接预测LINC01357与MYH9之间存在稳定相互作用界面。LINC01357过表达增加MYH9蛋白水平，敲低则降低。放线菌酮（cycloheximide, CHX）追踪实验显示，LINC01357敲低缩短MYH9的半衰期，加速其降解；蛋白酶体抑制剂MG132而非溶酶体抑制剂氯喹能够恢复敲低细胞中MYH9的水平，表明LINC01357通过抑制蛋白酶体降解来稳定MYH9。在LINC01357过表达细胞中敲低MYH9，可显著减弱脂滴积累、细胞增殖、迁移和侵袭能力，并降低NICD1和FASN蛋白水平。免疫荧光和Co-IP实验证实MYH9与NICD1在细胞质中共定位并存在内源性相互作用。CHX追踪实验显示，MYH9敲低加速NICD1蛋白降解。这些结果表明LINC01357通过稳定MYH9进而稳定NICD1，激活Notch信号通路和脂肪酸代谢。

四、讨论与结论

本研究揭示了LINC01357在TNBC中的促癌作用及新机制。LINC01357在TNBC中高表达并与不良预后相关，其细胞质定位提示其可能通过RNA结合蛋白发挥转录后调控作用。代谢重编程是癌症的标志之一，FASN抑制剂已在可手术TNBC中进入II期临床研究。LINC01357通过上调脂肪酸合成酶促进脂质合成，棕榈酸可挽救敲低引起的增殖抑制，证实了该代谢依赖关系。Notch信号通路在TNBC中促进肿瘤发生，并参与多种癌症的代谢重编程。MYH9作为肌球蛋白重链家族成员，在多种癌症中被报道为潜在致癌因子，并参与脂质代谢和葡萄糖摄取等代谢过程。本研究发现LINC01357通过稳定MYH9激活Notch信号，进而促进脂肪酸合成，形成了LINC01357/MYH9/Notch/脂肪酸合成调控轴。研究存在一定局限性：LINC01357过表达的上游调控因子、LINC01357–MYH9相互作用的结构细节以及MYH9在原发性TNBC模型中的功能验证仍有待阐明。未来研究应聚焦于鉴定LINC01357的上游调控机制、解析其与MYH9相互作用的结构基础、在体内验证MYH9的功能，并在更大规模队列中进行临床验证。

结论：LINC01357通过激活Notch信号通路和重编程脂肪酸代谢驱动TNBC进展。机制上，LINC01357增强MYH9稳定性，进而上调与肿瘤生长和细胞迁移相关的脂肪生成酶。通过抑制Notch或沉默LINC01357来破坏这些过程，进一步支持了靶向LINC01357/MYH9/Notch轴在TNBC中的治疗潜力。