《International Journal of Molecular Sciences》：HO-1 Nuclear Interactome Implications in Neuroendocrine Transdifferentiation in Prostate Cancer
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神经内分泌前列腺癌（NEPC）以雄激素受体（AR）非依赖及对常规治疗反应差为特征，凸显了揭示NEPC背后分子机制的必要性。研究人员此前证实血红素氧合酶1（HO-1，由HMOX1编码）转位至细胞核发挥尚未阐明的非经典功能。本研究描绘了HO-1的核互作蛋白质组，揭
神经内分泌前列腺癌（NEPC）以雄激素受体（AR）非依赖及对常规治疗反应差为特征，凸显了揭示NEPC背后分子机制的必要性。研究人员此前证实血红素氧合酶1（HO-1，由HMOX1编码）转位至细胞核发挥尚未阐明的非经典功能。本研究描绘了HO-1的核互作蛋白质组，揭示了其损害NEPC形成的潜在机制。通过蛋白质组学方法结合生物信息学分析，研究人员鉴定出11个HO-1新型核互作蛋白。对前列腺癌（PCa）患者来源异种移植模型（MDA PCa PDXs）及临床队列RNA-seq数据的无监督聚类分析显示，三个HO-1互作蛋白（ILF3、SAFB、BCLAF1及DDX17）在NEPC样本中高表达，同时HMOX1低表达。混合组织学肿瘤的空间转录组学确认互作蛋白在NEPC灶内富集。为阐明HO-1与NEPC的关联，研究人员利用forskolin诱导表型重编程，建立并表征了PCa细胞系NE转分化的体外模型。转分化细胞中HO-1上调显著减弱NE标志物表达并引发形态学转变，恢复上皮表型。本工作首次确定HO-1核互作蛋白质组与NEPC的关联，其中HMOX1-ILF3-SAFB-BCLAF1-DDX17印记可作为疾病分层的实用标志物。
研究背景方面，前列腺癌（PCa）是全球男性第二大高发恶性肿瘤，神经内分泌前列腺癌（NEPC）作为其中极具侵袭性的亚型，表现为雄激素受体（AR）非依赖、预后极差（中位生存常不足1年），既可原发也可在治疗压力下由去势抵抗性前列腺癌（CRPC）转分化而来，现有NE标志物（如CHGA、SYP、NCAM1及ASCL1、NEUROD1、DLL3）仍不足以精准分层。血红素氧合酶1（HO-1，由HMOX1编码）在PCa中被该课题组前期证明具抗肿瘤作用，且可应激入核，但核内互作蛋白未知，其非经典转录调控功能待解。鉴于氧化应激、炎症与谱系可塑性驱动NEPC进展，研究人员假设核HO-1可能构成抑制NE转分化的保护机制，从而在《International Journal of Molecular Sciences》报道了下述工作。
主要关键技术方法上，研究人员以PC3细胞经hemin诱导HO-1核转位后行核质分离与HO-1免疫共沉淀（Co-IP），产物经LC-ESI-MS/MS质谱鉴定核互作蛋白；利用Ingenuity Pathway Analysis（IPA）与ChIP-Atlas推断互作蛋白的转录调控潜能，并以clusterProfiler行GO/KEGG富集；依托MD Anderson的MDA PCa PDX队列（n=44，含同瘤不同区来源的146-10 NEPC与146-12腺泡型）及Beltran等发表的临床队列（CRPC-NE 15例、CRPC-Adeno 34例）做无监督聚类与PCA；借STOmics DB中Watanabe等的混合组织学空间转录组（NEPC簇0与ARPC簇7）定位表达；体外以forskolin（Fsk，10 μM）诱导C4-2B与PC3转分化，以hemin（80 μM）诱导HO-1，在MDA PCa 144-13（NEPC来源）上行附着实验，配合RT-qPCR、Western blot、共聚焦免疫荧光评估形态与标志物。
研究结果部分，2.1节“Identification of the Nuclear Interactome of HO-1 in PCa Cells”通过hemin处理PC3核蛋白Co-IP-MS锁定44个核结合蛋白，其中11个为hemin特异（含BCLAF1、SAFB、DDX17、ILF3、ILF2、CASP14、PRDX1、SLC25A5、CCDC175、GPATCH1、BRIX1），IPA示ILF3桥接HO-1与核网络，Co-IP验证BCLAF1、SAFB结合。2.2节“Biological Characterization of HO-1 Nuclear Interactors”经ChIP-Atlas确认BCLAF1、SAFB、ILF3、DDX17具DNA结合位点，GO分析799基因集富集于亨廷顿病、神经营养因子信号等神经相关通路，引出与NEPC关联。2.3节“HO-1 and Its Interactors Are Associated with NEPC”在MDA PCa PDX中799基因集及5基因签名（HMOX1、BCLAF1、SAFB、ILF3、DDX17）均无监督聚类把NEPC归簇，NEPC呈互作蛋白高、HMOX1低；同瘤配对146-10（NEPC）比146-12（腺泡）HMOX1低而互作蛋白高；Beltran队列复现SAFB、ILF3在NEPC上调；空间转录组示BCLAF1、SAFB、ILF3在NEPC簇0富集（DDX17反向），HMOX1因毗邻纤维化间质而偏高，不改变互作蛋白 topography 关联。2.4节“HO-1 Induction Attenuates Molecular and Phenotypic NE Features Acquired upon Fsk-Induced Transdifferentiation in PCa Cells”建立Fsk诱导C4-2B/PC3转分化模型（神经元样突起、ASCL1/NSE/NCAM1/EZH2升、KLK3降），Fsk+hemin共处理回退形态与NE标志物，伴互作蛋白转录回落；MDA PCa 144-13经hemin后由圆簇状变贴壁上皮样，CHGA/SYP/ILF3/SAFB降、CDH1升，证明HO-1诱导削弱既定NE特征、促上皮回归。
讨论部分总结，研究人员指出本研究首建PCa中HO-1核互作图谱，BCLAF1/SAFB/ILF3/DDX17作为转录共调节节点将HO-1锚定入染色质/RNA加工网络，使HO-1超越胞质酶功能成为核内谱系“缓冲器”；低HMOX1伴高互作蛋白签名在PDX与临床队列稳定分层NEPC，空间数据提示HMOX1表达须作区段（肿瘤vs间质/纤维化）解读；hemin在Fsk模型及144-13中逆转NE程序，呼应CREB/STAT3轴干扰假说，为可控诱导HO-1防/逆NE转化提供线索。结论部分译为：研究人员通过蛋白质组学界定PCa细胞中HO-1核互作组，将HMOX1:BCLAF1:SAFB:ILF3:DDX17印记与PDX及临床样本的NEPC表型相系；首次报告HO-1削弱PCa细胞NE转分化，确立核HO-1互作蛋白质组作为PCa谱系可塑性此前未被认识的调节轴，并为侵袭性神经内分泌疾病的分子表征改善提供框架。
