重组LON蛋白酶降解c-MYC对家族性腺瘤性息肉病模型PIRC大鼠肠道息肉的抑制作用

《Neoplasia》：Inhibitory effects of c-MYC degrading rLON protease on intestinal polyps in PIRC rat, a familial adenomatous polyposis model

　　

结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症，约占所有癌症病例的10%，也是美国癌症相关死亡的第二大原因。在家族性腺瘤性息肉病（FAP）患者中，APC突变驱动c-MYC过表达，促进代谢与免疫失调，进而促成CRC发生，使c-MYC成为FAP相关化学预防的潜在靶点。尽管目前尚无可用的c-MYC抑制剂，但近期证据表明一种尿路致病性大肠杆菌蛋白酶可降解c-MYC蛋白。本研究在FAP模型PIRC大鼠中评估重组LON蛋白酶（rLONP）的化学预防功效。对大鼠幼崽进行基因分型，通过结肠镜建立基线息肉负荷，随机分配至生理盐水组或rLONP组（2.5 mg/kg，口服，每日两次）治疗2或4周。血清分析显示，与对照组相比，rLONP治疗组大鼠肝肾功能标志物无显著变化。rLONP治疗雄性大鼠在两项时间点结肠息肉减少约40%，治疗雄性与雌性小肠息肉计数亦较低。合并分析显示，治疗2–4周后总肠道息肉多重度降低≥60%（p<0.001）。结肠息肉蛋白表达分析揭示rLONP治疗后c-MYC蛋白水平下降。免疫组化进一步显示治疗组息肉中Ki-67、Cyclin D1与c-MYC表达降低。总体而言，rLONP短期治疗耐受性良好，并显著减少PIRC大鼠肠道息肉负荷，支持进一步长期疗效评估。

研究背景：结直肠癌（CRC）为全球第三大常见恶性肿瘤，约10%癌症病例为其所据，并于美国位列癌症死因第二。家族性腺瘤性息肉病（FAP）由生殖细胞APC抑癌基因突变为因，发病率约1/8000–10000，患者至40岁前近乎百分百进展为CRC。APC突变见于约66% CRC，其中截短型占98%；PIRC大鼠携Apc^Δ1137无义突变，能形成大量结肠息肉并进展为癌，较Apc^Min小鼠更贴近人FAP病理。现有c-MYC抑制剂缺位，而c-MYC过表达系APC缺失后关键促瘤事件；文献示大肠杆菌LON蛋白酶（LONP）可降解含富丝氨酸序列之未折叠蛋白，c-MYC丝氨酸含量14.4%遂成潜在底物。Butler等曾于Apc^Min/+小鼠证rLONP降c-MYC并延寿，然PIRC大鼠这一更近人FAP之模型尚未评估。该研究发表于《Neoplasia》，目的即在PIRC大鼠短程验证rLONP之肠息肉化学预防效力与安全性。

主要技术方法：研究人员利用TCGA–UALCAN公开数据库分析c-MYC在结肠癌转录水平之表达差异；以本室繁育之10–12周龄PIRC大鼠（F344/NTac-Apc^am1137，雌雄各半，共32只）为样本队列，6周龄结肠镜定基线息肉数后随机分组，rLONP（2.5 mg/kg，PBS溶解）或PBS对照经口灌胃每日两次持续2或4周；终检取血行全血细胞与肝肾功能（AST、ALT、ALKP、CREA、BUN）血清分析；剖取小肠与结肠息肉计数多重度；结肠息肉一半冻存行Western blot（抗c-MYC、β-actin），一半中性缓冲甲醛固定行H&E与免疫组化（抗Ki-67、Cyclin D1、c-MYC，DAB显色后Fiji定量）；统计采用单因素ANOVA及Welch校正t检验，p<0.05为显著。

研究结果：

TCGA数据库：c-MYC mRNA在结肠肿瘤显著高于正常黏膜（p<1×10^-12），于腺癌与黏液腺癌阶段亦高于正常（p<1.62×10^-12、p<5.33×10^-10），确立c-MYC为CRC尤其进展期之分子标志。

体重与血液谱：周体重增长各组均一；4周rLONP后WBC、中性粒细胞、淋巴细胞计数与对照无差；血清ALT、AST于治疗组呈非显著升高（2周ALT 297.6±74.3 vs 133.9±27.5 U/L，AST 365.3±86.8 vs 184.5±30.3 U/L，p>0.05），ALKP略降，CREA与BUN持平，脏器H&E架构正常，证短程口服rLONP无显性毒理。

肠息肉多重度：雄性结肠息肉2周与4周各降约40%；雌雄小肠息肉均少于对照；合并两性两时点总肠息肉多重度降62%（p<0.001），雄性合并降≥50%（p<0.012及p<0.009），雌性合并p=0.06（2周）与p<0.022（4周）。示rLONP对APC突变驱动之肠息肉具跨性别抑制。

免疫印迹与免疫组化：结肠息肉裂解液Western blot示rLONP组c-MYC蛋白量下调，4周更显；IHC量化确认息肉内Ki-67、Cyclin D1、c-MYC之DAB阳性面积/核数均低于对照，表明MYC通路增殖信号受抑。

讨论总结：研究人员指出，FAP及散发性CRC亟需可耐受之预防剂，rLONP作为细菌来源蛋白酶，经口短程即减PIRC大鼠肠息肉逾50%且肝肾功能与组织学未现毒象。机制上LONP借N端域扰MYC/MAX二聚并降解错误折叠c-MYC（其高丝氨酸占比易遭识别），从而下调Ki-67与Cyclin D1。该文结论译文如下：预防对降低CRC发病与死亡至关重要；本研究于经典PIRC息肉模型评估细菌蛋白酶rLONP之防癌效价，全程耐受良好无中毒体征；内镜与剖检证对照百%成瘤，而rLONP 2或4周令两性总肠息肉降≥60%（p<0.001），并伴息肉内c-MYC、Ki-67、Cyclin D1表达下行；作为具瘤抑制活性之结肠菌源蛋白，rLONP值得长程与转译深化。局限为样本小、疗程短（2–4周）及rLONP供给受限，后续须扩群、延程并以腺癌为终点。