《Biomolecules》：Senescence and Hypoxia Regulate Colon Cancer Cell Transcriptome and Secretome: Insights into Cancer Cell Senescence Pathophysiology
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研究人员在体外模型中考察了衰老与缺氧对人结肠癌HCT-116细胞转录组及分泌组的影响。衰老经SA-β-Gal（衰老相关β-半乳糖苷酶）染色及p53、p21蛋白表达确认，缺氧经HIF-1α蛋白确认。对照（CN）与衰老（SN）细胞分别暴露于常氧或缺氧条件，得到对照
研究人员在体外模型中考察了衰老与缺氧对人结肠癌HCT-116细胞转录组及分泌组的影响。衰老经SA-β-Gal（衰老相关β-半乳糖苷酶）染色及p53、p21蛋白表达确认，缺氧经HIF-1α蛋白确认。对照（CN）与衰老（SN）细胞分别暴露于常氧或缺氧条件，得到对照缺氧（CH）与衰老缺氧（SH）两组。衰老（SN、SH）使激肽释放酶相关肽酶、TPp53、p21、optineurin、lipocalin、ADH-1及stratifin表达升高数倍；其中具抑瘤功能的stratifin在常氧衰老细胞中上调，缺氧下则无此现象。缺氧（CH与SH）上调众多糖酵解基因，尤以HK、PFK、醛缩酶、PDH激酶及LDH-A为著。SH组线粒体RNA（tRNA、rRNA）较CH组增加。SN与SH中IL-1α、endothelin、bFGF、HB-EGF、PDGF-AB、CCL-5、7、22及CXCL-1、8分泌显著增多；VEGF-A、VEGF-C、TNF-β分泌在缺氧（CH、SH）下升高，而PLGF、TGF-α、IL-27、GM-CSF、M-CSF下降。综上，衰老与缺氧通过调控细胞转录组与分泌组及正负反馈机制，共同参与癌细胞衰老病理生理过程。
结直肠癌（CRC）是西方人群第三高发、第二致死肿瘤，肿瘤微环境（TME）的氧梯度、血管重构与免疫细胞浸润共同决定预后。TME中除增殖癌细胞外，还存在衰老癌细胞、基质细胞、免疫细胞及细胞外囊泡（EVs）；快速生长伴血管低效灌注致局部缺氧，激活HIF-1α并驱动Warburg效应（有氧糖酵解）。癌细胞衰老可由癌基因激活、放化疗或DNA损伤诱发，特征为p53/p21/p16上调、SA-β-Gal阳性及永久性增殖停滞，并伴SASP（衰老相关分泌表型）释放，对肿瘤可抑可促呈“双刃剑”效应。鉴于体内TME细胞组成与pO2梯度复杂、难以分离增殖与衰老癌细胞贡献，研究人员选用TP53野生型、KRAS（G13D）突变的HCT-116人结肠癌细胞系建立体外模型，以电离辐射（20 Gy）诱导>90% SA-β-Gal阳性衰老，分别在常氧（20% O2）与缺氧（1% O2）下比较CN、CH、SN、SH四组，系统绘制转录组与分泌组图谱，论文发表于《Biomolecules》。
关键技术方法如下：以ATCC来源HCT-116细胞经20 Gy X射线诱导衰老；常氧/缺氧（1% O2，氮置换）处理24 h；SA-β-Gal染色与p53/p21/HIF-1α免疫印迹验证状态；RNA经RNeasy提取后行Illumina NovaSeq 6000 polyA mRNA测序，DESeq/edgeR分析差异表达；培养上清（含10% FBS以保留癌细胞功能）经EVE Technologies多重发光法检测81种分泌蛋白（血管生成、MMP/TIMP、细胞因子48-plex、TGF-β3-plex）；数据以GraphPad Prism与Student t检验处理。
研究结果按原文小节浓缩如下。3.1节通过SA-β-Gal与计数证实缺氧抑制对照细胞增殖但不影响衰老细胞数量，>95%衰老细胞两氧条件下均呈SA-β-Gal阳性与体积增大。3.2节免疫印迹显示辐照后第4–5天p53/p21达峰；缺氧5 h HIF-1α强表达、24 h衰减，且衰老细胞HIF-1α低于对照组。3.3节RNA-Seq显示四组共有19969表达基因，SH独特基因最多（1682个），缺氧独特基因多于常氧。3.4节常氧衰老上调KLK5/6/7/8/10、CPA4、serpinB5、TPp53诱导基因、laminin β3、ADH1A3、CDKN1A、optineurin、lipocalin、stratifin，HMGB2下调；通路富集示细胞周期/p53/错配修复/ECM受体/FoxO改变。3.5节对照缺氧上调HK、PFK、aldolase、enolase、PGK1及HIF-1靶基因，外线粒膜转位酶消失；富集糖酵解、HIF-1、中心碳、PPP、PI3K-AKT通路。3.6节衰老缺氧同样上调上述糖酵解酶及PDHK1/3、LDH-A，富集HIF-1、VEGF、精氨酸/脯氨酸代谢。3.7节SH vs CH显示衰老背景使蛋白酶与p53靶基因进一步放大，线粒体tRNA/rRNA在SH升高约4倍，富集HIF-1/VEGF/细胞因子受体。3.8节分泌组示VEGF-A总量最高且缺氧抬升、衰老略降；VEGF-C缺氧下衰老细胞分泌增；endothelin、bFGF、HB-EGF仅衰老细胞可检；PLGF衰老常氧高、缺氧受抑。3.9节TGF-β1远多于TGF-β2；TGF-α衰老常氧高、缺氧略降；PDGF-AB/BB衰老上调、缺氧无影响；TNF-β缺氧双向升高。3.10节CCL-5/7/22、CXCL-1/8仅衰老细胞高分泌且缺氧不改变，CCL-2缺氧双向下降。3.11节IL-1α、IL-6、IL-8、IL-27、M-CSF、GM-CSF衰老上调，缺氧仅部分调节（IL-27、GM-CSF在衰老缺氧下降，M-CSF在对照缺氧下降）。3.12节MMP-1、TIMP-1、TIMP-3衰老上调、缺氧无额外作用。
讨论部分指出，HCT-116衰老模型规避了体内异质性，揭示衰老与缺氧分别及联合重塑转录与分泌输出：衰老锁定细胞周期但维持代谢活性，stratifin与optineurin、ADH1A3、lipocalin构成抑瘤轴，而KLK/CPA4增强提示ECM重塑与氨基酸回收；缺氧在两类细胞均强化糖酵解，但衰老细胞LDH-A/aldolase-A响应更强且线粒体rRNA/tRNA上调，暗示缺氧下衰老细胞仍保留翻译与氧化磷酸化余力。SASP谱中IL-8（CXCL-8）量最大，CCL-5/CXCL-1与IL-1α共同构成免疫趋化核心；VEGF-A缺氧普调、PLGF缺氧抑制反映血管因子分工。作者首次提出stratifin可作上皮癌衰老标志，并发现LNC RNA FP236383、FP671120仅增殖常氧细胞表达，衰老中沉默。
结论部分翻译：TME具动态性，含增殖与衰老驻留细胞及浸润免疫细胞。本研究以HCT-116体外模型评估衰老病理生理，辐照获>90%衰老率以比对增殖组。转录组示衰老细胞kallikrein相关肽酶显著升高且不受缺氧影响；stratifin、optineurin、lipocalin等抑癌分子上调；p53与细胞周期通路富集。缺氧在增殖与衰老细胞均上调多数糖酵解酶mRNA，衰老细胞中aldolase-A、PDHK、LDH-A特异上调，提示糖酵解在衰老中受效调控。衰老常释放CCL-5、CXCL-1、CXCL-8等趋化因子调度免疫。常氧/缺氧下增殖与衰老结肠癌细胞的转录组及分泌组轮廓，揭示了其在癌细胞衰老病理生理中的潜在角色。
