HIF-1α/ACLY信号轴促进携带VHL失活突变的透明细胞肾细胞癌发生发展的机制

作者：马妍; 王玉红; 黄山; 邹子归; 胡林; 郭凌川^*

来源：中华病理学杂志, 2023, 52(12).

• 癌, 肾细胞
• 缺氧诱导因子1
• Von Hippel-Lindau病
• 脂代谢障碍
• ATP柠檬酸裂合酶

目的基于低氧诱导因子-1α(HIF-1α)/ATP柠檬酸裂合酶(ACLY)信号通路, 探究透明细胞肾细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)潜在发病机制, 为ccRCC的治疗提供新思路。方法收集苏州大学附属第一医院诊断为ccRCC的78例标本, 通过外显子测序明确VHL基因突变情况;通过免疫组织化学染色评估HIF-1α/ACLY在VHL基因突变的ccRCC中表达情况, 通过Western blot实验在携带VHL基因突变的ccRCC细胞系(786-O、A498、UM-RC-2、SNU-333和Caki-2)中进行进一步验证。在ccRCC细胞系中过表达或者干扰HIF-1α, 通过即时定量PCR(qPCR)和Western blot实验检测ACLY的mRNA和蛋白质水平。CoCl2和低氧(1%O2)处理HeLa细胞激活HIF-1α, 检测ACLY的mRNA和蛋白水平。通过JASPAR数据库结合染色质免疫共沉淀实验(ChIP)及荧光素酶报告基因实验等探究HIF-1α调控ACLY潜在分子机制。通过BODIPY染色等细胞生物学技术检测HIF-1α/ACLY调控轴对脂质积累的作用。比较ccRCC患者与良性病变患者ACLY表达情况, 通过生存期分析探究ACLY作为ccRCC预后指标可行性。结果外显子测序发现, 78例ccRCC患者中有55例携带VHL失活突变, 其中HIF-1α与ACLY蛋白水平呈正相关, 携带VHL基因突变的ccRCC细胞系中ACLY和HIF-1α的蛋白水平同样呈现不同程度正相关;在A498细胞中过表达HIF-1α可以增加ACLY的mRNA和蛋白水平, 在Caki-2细胞中敲低HIF-1α则可以抑制ACLY的mRNA和蛋白质水平(均P<0.001), CoCl2和低氧处理可以通过激活HIF-1α显著提高ACLY的mRNA和蛋白水平(均P<0.001)。荧光素酶报告基因转录活性量化及ChIP-qPCR结果提示HIF-1α可以直接与ACLY启动子区域结合从而转录激活ACLY表达, 提高ACLY蛋白水平(均P<0.001)。BODIPY染色结果提示细胞系中游离脂肪酸的含量和细胞中HIF-1α及ACLY的水平呈正相关, 敲低HIF-1α可以有效降低细胞中脂质积累, 过表达ACLY则可以逆转这一过程。同时, 细胞功能实验提示 HIF-1α敲低的ccRCC细胞增殖速率显著下降, 外源性过表达ACLY则可以恢复肿瘤细胞的增殖能力(P<0.001)。通过生存分析发现, 相较于ACLY低表达组, ACLY高表达组ccRCC患者预后较差, 中位生存期较短(P<0.001)。结论 ccRCC中VHL失活突变介导的HIF-1α高表达通过上调ACLY促进脂质合成, 促进肿瘤进程, 靶向HIF-1α/ACLY信号轴可能为ccRCC临床诊疗提供理论依据。

• 单位
  苏州大学; 苏州大学附属第一医院