《Clinical and Translational Medicine》：CDO1 as a prognostic biomarker and therapeutic target in gastric cancer: Mechanistic insights into the PI3K/AKT-THBS1 axis and epigenetic reactivation by decitabine
编辑推荐：
作为关键代谢酶，半胱氨酸双加氧酶1型（CDO1）在多种肿瘤中发挥抑瘤作用，其表达与临床预后密切相关。然而，CDO1介导胃癌（GC）抑瘤作用的分子机制、其与肿瘤相关免疫微环境的关系，以及恢复其表达的药理策略仍知之甚少。研究人员通过多组学和组织芯片分析评估CDO1
作为关键代谢酶，半胱氨酸双加氧酶1型（CDO1）在多种肿瘤中发挥抑瘤作用，其表达与临床预后密切相关。然而，CDO1介导胃癌（GC）抑瘤作用的分子机制、其与肿瘤相关免疫微环境的关系，以及恢复其表达的药理策略仍知之甚少。研究人员通过多组学和组织芯片分析评估CDO1表达与预后；利用ESTIMATE和单样本基因集富集分析（ssGSEA）分析肿瘤微环境与免疫浸润；通过转录组学、免疫共沉淀（Co-IP）和谷胱甘肽S转移酶pull-down（GST pull-down）鉴定下游通路与互作蛋白；在功能获得与缺失模型中通过增殖、凋亡和迁移实验评估CDO1功能；通过皮下异种移植评估体内成瘤性及CDO1依赖的地西他滨疗效；利用患者来源类器官评估地西他滨敏感性及与5-氟尿嘧啶（5-FU）的协同。结果显示，相比正常对照，CDO1在GC组织中显著下调，低表达与不良预后强相关，支持其作为预后生物标志物。CDO1升高与免疫活化肿瘤微环境及转移特征减少相关。机制上，CDO1直接结合PI3K p85α，破坏p85α-p110α二聚化，从而减弱PI3K/AKT磷酸化并下调THBS1表达。CDO1过表达导致增殖、侵袭和上皮-间质转化（EMT）降低，伴凋亡增加；该效应被PI3K激活或THBS1共过表达逆转。地西他滨被鉴定为表观遗传恢复CDO1表达的试剂，且体内CDO1敲低显著削弱地西他滨抗肿瘤功效，证实地西他滨主要通过CDO1再激活起作用。地西他滨在类器官与异种移植中与5-FU协同。结论：数据确定CDO1为GC中预后生物标志物与抑瘤因子，揭示CDO1–PI3K/AKT–THBS1信号轴，并支持地西他滨表观遗传再激活CDO1作为可转化治疗策略。
研究背景方面，胃癌（GC）是全球第五常见癌症与第四大癌症死因，晚期检出率高、有效靶点稀缺，5年生存率低于30%，亟需新生物标志物与可操作靶点。半胱氨酸双加氧酶1型（CDO1）作为非血红素铁依赖双加氧酶，催化L-半胱氨酸不可逆氧化为半胱亚磺酸（CSA），是牛磺酸合成限速酶，在乳腺癌、结直肠癌、肝细胞癌、GC等中作为真性抑瘤因子，其沉默主要由启动子CpG岛高甲基化驱动，而非突变失活。CDO1丢失致半胱氨酸蓄积与谷胱甘肽（GSH）增加，赋予氧化应激与铁死亡抵抗。既往不明确CDO1在GC中是否经非经典蛋白互作抑制PI3K/AKT及能否药理恢复。该文发表于《Clinical and Translational Medicine》，研究人员假设CDO1结合PI3K调节亚基p85α抑制致癌信号，且DNA甲基转移酶（DNMT）抑制剂地西他滨可表观遗传再激活CDO1，从而提供转化策略。
主要关键技术方法包括：基于TCGA-STAD、GTEx、GEO及上海总医院30例手术配对组织的多组学与组织芯片分析；AGS、MKN-28、HGC-27细胞系与17例配对患者来源类器官的体外功能实验；利用ESTIMATE、ssGSEA、TIMER2.0进行免疫微环境解卷积；转录组测序（GSE339180）结合Co-IP与GST pull-down验证CDO1–p85α直接互作；740Y-P激活PI3K的功能救援；稳定敲低/过表达细胞构建皮下异种移植（BALB/c裸鼠）2×2因子实验验证地西他滨CDO1依赖性；患者来源类器官中地西他滨联合5-FU（100 μM）72小时CellTiter-Glo 3D药敏与协同评估。
研究结果部分，3.1节通过TCGA差异分析、生存与Cox筛选锁定CDO1，跨GEO数据集与时间依赖ROC验证其下调与长期预后价值，细胞系、配对类器官、56对组织芯片（H-score）一致显示GC中CDO1蛋白显著低表达，低表达关联短总生存。3.2节在56例内部队列中，低CDO1与神经侵犯、弥漫Lauren型、淋巴血管侵犯相关；多变量Cox证实高CDO1为独立有利预后（HR=0.59），联合TNM的Nomogram提升C-index与校准度。3.3节ESTIMATE显示高CDO1关联免疫/基质评分升高与纯度降低；七算法解卷积一致显示单核、巨噬、CD8+ T细胞浸润增强；免疫周期评分升高，检查点CD274、BTLA、PDCD1上调而TIGIT下调，EMT特征受抑。3.4节GSE183904单细胞重聚类显示恶性上皮CDO1低于非恶性，高CDO1上皮亚群（G1）增殖/迁移模块评分更低。3.5节CDO1过表达致CCK-8、克隆、EdU增殖下降，G1/S期阻滞（p21升、PCNA降），伤口与Transwell迁移侵袭受抑，E-cadherin升、N-cadherin/vimentin降，凋亡流式升高；PD-L1降、MHC-I升，TMA中CDO1与CD8+浸润正相关。3.6节转录组富集PI3K-AKT等通路，WB证实CDO1过表达特异性抑制p-PI3K p85与p-AKT（不影响p110/PTEN）；PI3K激活剂740Y-P逆转CDO1过表达引起的增殖、周期、凋亡、迁移、EMT标记改变。3.7节TCGA共表达与STRING-PPI锁定THBS1；TMA中CDO1与THBS1蛋白反比；Co-IP与GST pull-down证实CDO1直接结合p85α，CDO1过表达削弱p85α-p110α Co-IP量，说明破坏异二聚化；740Y-P升THBS1，CDO1过表达降THBS1。3.8节THBS1共过表达逆转CDO1过表达体外增殖/凋亡/EMT抑制；体内CDO1-OE异种移植瘤变小、Ki-67/PCNA降、E-cadherin升、TUNEL升，THBS1共表达回复表型，且CDO1-OE瘤内PD-L1降、CALR升、M2（CD163+）极化受抑。3.9节GSCA药敏与分子对接优选地西他滨，地西他滨100–1000 μM处理48小时剂量依赖升CDO1蛋白；CDO1-OE使地西他滨IC50约两倍升高（加法互作）；sh-CDO1裸鼠异种移植2×2实验中，地西他滨抑瘤、降Ki-67、升Cleaved Caspase-3均被CDO1敲低大部取消，证明体内抗肿瘤依赖CDO1再激活。3.10节患者来源类器官中地西他滨单药IC50≈325.8 μM，与5-FU（100 μM）72小时协同抑瘤；体内地西他滨+5-FU较单药更显著缩瘤，IHC示CDO1恢复、增殖降、凋亡升，IF示PD-L1降CALR升。
讨论部分指出，该研究将CDO1加入具“兼职”非经典功能的代谢酶列表，但未能区分其抑PI3K/AKT是否依赖催化活性抑或纯支架作用，需酶死/结合缺陷突变体厘清；免疫观察在裸鼠中缺适应性免疫，CD8+关联仅来自TMA与生信，需同基因或人源化模型验证；地西他滨非基因特异性去甲基化，CDO1为主效但非排他效因。结论部分翻译如下：综上，本研究确立CDO1为GC中经CDO1–PI3K/AKT–THBS1信号轴运作的预后生物标志物与抑瘤因子；多组学与健康组织验证CDO1常因启动子甲基化下调，低表达独立预测不良预后；CDO1直接结合PI3K调节亚基p85α，破坏p85α–p110α异二聚化以抑制AKT磷酸化与THBS1表达，从而抑制增殖、迁移与EMT；地西他滨表观遗传恢复CDO1且其体内抗肿瘤功效关键依赖CDO1再激活，并与5-FU在患者来源类器官与异种移植协同，凸显可转化表观遗传策略。
