《CELL DEATH AND DIFFERENTIATION》：Long noncoding RNA MNX1-AS1 mediated regulation of one-carbon metabolism by preventing CACYBP degradation to promote lung cancer progression
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肺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因，长链非编码RNA（lncRNAs）已被涉及其肿瘤发生和进展。然而，lncRNAs在肺癌中的作用仍不清楚。在本研究中，研究人员发现了lncRNA MNX1 Antisense RNA 1（MNX1-AS1）作为一碳代谢重编程
肺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因，长链非编码RNA（lncRNAs）已被涉及其肿瘤发生和进展。然而，lncRNAs在肺癌中的作用仍不清楚。在本研究中，研究人员发现了lncRNA MNX1 Antisense RNA 1（MNX1-AS1）作为一碳代谢重编程的关键调节因子具有重要作用。谷氨酰胺耗竭改变了染色质可及性，导致MNX1-AS1下调，而MNX1-AS1表达升高与非小细胞肺癌（NSCLC）患者预后不良相关。功能研究表明，MNX1-AS1在体外促进细胞增殖和球体形成，在体内促进皮下和原位肿瘤生长。机制上，MNX1-AS1直接结合钙周期蛋白结合蛋白（CACYBP），保护其免受泛素介导的降解；因此，MNX1-AS1/CACYBP复合物通过Wnt/β-catenin通路加速关键一碳代谢相关基因的转录。MNX1-AS1/CACYBP/β-catenin轴上调关键一碳代谢相关基因，这些基因对于生成相关代谢物和维持细胞氧化还原平衡以支持肺癌细胞增殖至关重要。这些发现确立了lncRNA MNX1-AS1作为非小细胞肺癌中一碳代谢重编程的关键驱动因子，并强调了新发现的MNX1-AS1/CACYBP/β-catenin轴可能作为肺癌干预的潜在预后生物标志物和治疗靶点。
肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占所有病例的75%–85%。尽管治疗手段不断进步，但总体生存率仍不理想，亟需深入理解驱动肺癌进展的分子机制并寻找新的治疗靶点。代谢重编程是癌症的标志，使肿瘤细胞能够维持快速增殖、生长、转移、耐药和氧化还原平衡。一碳代谢对细胞生长和生存至关重要，其失调与多种癌症相关，但lncRNAs在肺癌一碳代谢重编程中的具体作用尚不清楚。研究人员通过谷氨酰胺耗竭筛选代谢相关lncRNAs，发现MNX1-AS1表达显著下调，并进一步探究其功能与机制。
该研究发表于《CELL DEATH AND DIFFERENTIATION》。研究人员利用RNA测序（RNA-seq）分析谷氨酰胺处理及临床样本，鉴定出MNX1-AS1；通过qPCR、Western blot、ChIP-seq、ChIP-qPCR验证组蛋白修饰调控；采用细胞增殖、EdU、成球、Transwell实验评估功能；利用RNA pull-down、质谱、RNA免疫沉淀（RIP）、免疫荧光确认MNX1-AS1与CACYBP的直接结合；通过泛素化实验、半衰期分析阐明稳定性调控；运用转录组测序、基因集富集分析（GSEA）、TCGA/GE数据库分析下游靶基因；通过代谢组学、ROS/谷胱甘肽检测、流式细胞术评估代谢与凋亡；使用异种移植小鼠模型进行体内验证。样本队列来源包括邵逸夫医院（SRRSH）的肺癌配对组织以及TCGA、GSE30219等公共数据库。
**Glutamine depletion reduced MNX1-AS1 expression by modulating histone modifications**：通过谷氨酰胺处理、RNA-seq及ChIP实验发现，谷氨酰胺耗竭增加组蛋白抑制性修饰（H3K27me3）并减少激活修饰（H3K27ac），从而降低MNX1-AS1启动子区域的染色质可及性，导致MNX1-AS1表达下调。
**MNX1-AS1 was upregulated in NSCLC and was associated with poor prognosis**：通过TCGA、GEO数据库及SRRSH队列qPCR分析，MNX1-AS1在肺癌组织中显著高表达，且与较差的总生存期、无复发生存期和无进展生存期相关，独立于KRAS突变状态。
**MNX1-AS1 facilitated lung cancer cell growth and migration in vitro and in vivo**：通过siRNA敲低及过表达实验，结合CCK-8、EdU、成球、Transwell及体内异种移植模型，证实MNX1-AS1促进肺癌细胞增殖、存活、迁移及体内肿瘤生长。
**MNX1-AS1 directly interacted with and stabilised CACYBP protein**：通过RNA pull-down、质谱、RIP、免疫荧光、截短体实验确定MNX1-AS1的310–597 nt片段与CACYBP直接结合；通过泛素化实验、CHX处理及MG132拯救实验，证实MNX1-AS1通过阻止泛素介导的降解稳定CACYBP蛋白。
**CACYBP was upregulated in lung cancer and promoted cancer cell growth both in vitro and in vivo**：通过TCGA、CPTAC数据库及组织芯片分析，CACYBP在肺癌中高表达且与不良预后相关；通过敲低实验及体内模型，证实CACYBP促进肺癌细胞增殖、成球、迁移及体内肿瘤生长，且与MNX1-AS1功能一致。
**Key one-carbon metabolism-related genes were downstream targets of the MNX1-AS1/CACYBP complex**：通过RNA-seq及KEGG分析，MNX1-AS1敲低导致一碳代谢相关基因（如MTHFD1、TYMS、MTHFD2、DHFR）下调；qPCR和Western blot验证MNX1-AS1或CACYBP敲低后这些基因表达降低。
**MNX1-AS1/CACYBP complex regulated one-carbon metabolism-related gene expression by modulating the Wnt/β-catenin pathway**：通过GSEA、Western blot、免疫荧光、TCF/LEF报告基因实验、β-catenin敲低及共敲低/拯救实验，证明MNX1-AS1/CACYBP复合物通过稳定β-catenin蛋白并促进其核转位，进而激活Wnt/β-catenin通路，转录上调一碳代谢相关基因。
**MNX1-AS1/CACYBP/β-catenin axis regulated one-carbon metabolism to maintain redox homeostasis and prevented apoptosis in lung cancer cells**：通过靶向代谢组学分析，MNX1-AS1、CACYBP或β-catenin敲低导致一碳代谢下游代谢物（如S-腺苷甲硫氨酸、亚叶酸、S-腺苷同型半胱氨酸）减少，上游代谢物累积；ROS检测显示ROS水平升高，谷胱甘肽降低；流式细胞术及Western blot证实凋亡增加，JNK/c-Jun通路激活及Caspase7/PARP剪切增强。
**讨论与结论**：研究人员首次揭示MNX1-AS1/CACYBP/β-catenin轴作为肺癌一碳代谢重编程的关键调节因子。MNX1-AS1通过结合CACYBP并阻止其泛素化降解，稳定CACYBP蛋白，进而促进β-catenin表达和核转位，激活Wnt/β-catenin通路，上调一碳代谢相关基因，维持氧化还原稳态并抑制凋亡，从而促进肺癌进展。这些发现为lncRNA介导的代谢重编程提供了新机制，并提示该轴可能成为肺癌的潜在治疗靶点。
