促进代谢重编程和进展！复旦大学合作发文：发现结直肠癌有前景的诊断标志物及治疗靶点

9月3日，复旦大学与上海交通大学以及中国医科大学研究人员合作在期刊《Cell Death&Disease》上发表了题为“HIF1A-AS2 promotes the metabolic reprogramming and progression of colorectal cancer via miR-141-3p/FOXC1 axis”的研究论文，本研究中，研究人员利用RNA测序数据、RT-qPCR和FISH检测发现，HIF1A-AS2在结直肠癌组织中上调，与不良预后相关。功能实验确定了HIF1A-AS2在肿瘤进展中的作用，发现HIF1A-AS2可以促进结直肠癌细胞的增殖、转移和有氧糖酵解。机制上，HIF1A-AS2可以通过结合miR-141-3p来促进FOXC1的表达。SP1可以转录激活HIF1A-AS2。此外，HIF1A-AS2可以包装成外泌体，促进受体肿瘤细胞的恶性表型。总之，研究人员发现SP1-诱导的HIF1A-AS2可以通过miR-141-3p/FOXC1轴促进结直肠癌的代谢重编程和进展。HIF1A-AS2是结直肠癌有前景的诊断标志物和治疗靶点。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06958-2#Sec1

背景知识

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2022年，结直肠癌（CRC）仍然是导致癌症相关死亡的第二大原因，是第三大最常见的肿瘤，给许多国家带来了巨大的经济和社会负担。尽管有手术切除、化疗、靶向治疗和免疫疗法等多种治疗选择，但仍有许多患者出现病情进展。因此，研究CRC的发病机制并发现有效的治疗靶点至关重要。

代谢重编程是癌症的一个标志性特征。癌细胞最广为人知的代谢特征之一是瓦博格效应，即癌细胞能够在缺氧或有氧条件下代谢大量葡萄糖产生乳酸的能力，因此也被称为有氧糖酵解。有氧糖酵解可以改变肿瘤微环境（TME），满足癌细胞的能量和生物合成需求，并维持肿瘤细胞的还原稳态。肿瘤细胞吸收大量葡萄糖并释放乳酸，促进肿瘤生长，导致以细胞外酸中毒、缺氧和营养缺乏为特征的异质性TME。一方面，异常的TME会损害免疫细胞的功能；另一方面，它会以异常方式激活结直肠癌（CRC）中的转录因子或信号通路。研究人员总结了瓦博格效应在CRC中的致癌作用，并表明靶向这一代谢特征进行结直肠癌治疗具有巨大的潜力。

外泌体HIF1A-AS2增强结直肠癌细胞的增殖、转移和糖酵解

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外泌体lncRNAs广泛参与恶性肿瘤的进展，并在生物液体中高度富集，可用于液体活检。研究人员从15名健康受试者和15名结直肠癌(CRC)患者的血清中提取外泌体，并通过RT-qPCR检测外泌体HIF1A-AS2是否在CRC患者的血浆中异常高表达。有趣的是，CRC患者血清中的外泌体HIF1A-AS2水平显著高于正常人，ROC曲线下的面积为0.93，提示外泌体HIF1A-AS2可能参与CRC的进展，并可作为诊断标志物。

外泌体HIF1A-AS2可以促进结直肠癌的进展

研究人员在DLD1和HCT116细胞中过表达HIF1A-AS2，并采用超速离心法从DLD1和HCT116细胞的上清液中分离出外泌体。来自HIF1A-AS2 CRC细胞的外泌体（ex-HIF1A-AS2 Exos）的HIF1A-AS2表达水平高于对照组（NC Exos）。研究人员使用透射电子显微镜验证了来自四个组（HCT116-NC、HCT116-OE、DLD1-NC和DLD1-OE）的外泌体的形态和大小，并使用纳米颗粒追踪分析（NTA）确定了肿瘤来源的外泌体的大小和数量。此外，研究人员使用蛋白质免疫印迹实验验证了外泌体标记物，包括TSG101、HSP70和Annexin A1。研究人员对外泌体进行了荧光染色，发现外泌体被CRC细胞内吞。在HCT116和DLD1细胞中，外泌体HIF1A-AS2水平在12小时内保持稳定。

之前的研究已经报道，HIF1A-AS2可以通过外泌体调节胶质母细胞瘤（GBM）的进展和放疗。研究人员接下来探讨了外泌体HIF1A-AS2是否参与结直肠癌（CRC）的进展。研究人员将肿瘤来源的外泌体与HCT116和DLD1细胞共培养。克隆形成试验和CCK8试验证实，与NC外泌体相比，CRC细胞经外泌体HIF1A-AS2处理后，其增殖能力更高。迁移侵袭试验和细胞迁移试验证实，外泌体HIF1A-AS2可促进CRC细胞的转移能力。此外，实验还发现，外泌体HIF1A-AS2也促进了CRC细胞的乳酸产生和葡萄糖摄取。ECAR试验的结果进一步证实了外泌体HIF1A-AS2对CRC细胞有氧糖酵解的刺激作用。

为了了解外泌体HIF1A-AS2是否促进体内肿瘤生长和转移，研究人员将HCT116来源的外泌体注射到皮下肿瘤模型或CRLM模型小鼠的尾静脉中。与ex-NC Exos组相比，ex-HIF1A-AS2 Exos组皮下肿瘤的生长速度和重量更高。免疫组化染色证实，ex-HIF1A-AS2 Exos组肿瘤的Ki67和N-cadherin表达水平更高，E-cadherin表达水平更低。此外，接受ex-HIF1A-AS2 Exos治疗的小鼠肝脏转移灶的荧光强度和转移灶数量显著高于接受ex-NC Exos治疗的小鼠，生存时间也更短，与对照组相比。

综上所述，这些数据表明肿瘤来源的外泌体HIF1A-AS2可以促进CRC的进展。

研究小结

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综上，本研究发现SP1诱导的HIF1A-AS2可以通过miR-141-3p/FOXC1轴促进CRC的代谢重编程和进展。HIF1A-AS2是CRC的一种有前途的诊断标志物和治疗靶点。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06958-2#Sec1

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