HPGD通过LXA4-ERK1/2-U2AF2-TFRC轴诱导铁死亡和自噬抑制食管鳞癌的分子机制研究

　　本研究针对食管鳞癌（ESCC）中15-羟基前列腺素脱氢酶（HPGD）的作用机制展开深入探索。研究人员通过多组学分析发现HPGD通过降解脂氧素A4（LXA4）抑制ERK1/2通路，促进RNA结合蛋白U2AF2以转录因子形式结合转铁蛋白受体（TFRC）启动子，上调TFRC表达，引发铁离子蓄积和活性氧（ROS）爆发，进而通过AMPK/mTOR通路诱发过度自噬，最终抑制ESCC恶性进展。该研究首次揭示HPGD在ESCC中的抑癌作用及U2AF2的非经典调控功能，为ESCC靶向治疗提供了新思路。

　　

食管鳞状细胞癌（ESCC）是中国高发的消化道恶性肿瘤，患者确诊时多已处于中晚期，尽管近年来免疫联合放化疗取得了短期疗效突破，但患者长期生存率仍徘徊在30%左右，寻找有效的治疗靶点和预后生物标志物成为临床研究的迫切需求。前列腺素代谢关键酶15-羟基前列腺素脱氢酶（HPGD）在多种肿瘤中表现出抑癌特性，但其在ESCC中的作用机制和临床意义尚未明确。

南京医科大学附属淮安第一医院的研究团队在《Molecular Cancer》发表的最新研究中，首次系统阐明了HPGD在ESCC中的表达特征、临床意义及分子机制。研究人员通过对死亡ESCC患者的配对癌与癌旁组织进行转录组测序，发现HPGD在癌组织中显著低表达，且与肿瘤细胞分化程度和患者预后密切负相关。为深入探索其功能，团队通过体外细胞实验和裸鼠皮下移植瘤模型，结合转录组测序、磷酸化蛋白芯片、染色质免疫共沉淀（ChIP）、生物素pull-down、双荧光报告基因等技术手段，揭示了HPGD通过LXA4-ERK1/2-U2AF2-TFRC轴诱导铁死亡和自噬的新型抑癌机制。

研究关键技术方法包括：利用两个独立ESCC患者队列（ Cohort 1：147例，Cohort 2：119例）进行mRNA和蛋白表达验证；通过体外过表达和RNA干扰技术调控基因表达；采用转录组测序（RNA-seq）筛选差异表达基因；使用磷酸化蛋白阵列和Western blot分析信号通路激活；通过ChIP和双荧光素酶报告基因实验验证蛋白与DNA互作；借助流式细胞术检测ROS和细胞凋亡；利用裸鼠皮下移植瘤模型进行体内功能验证。

HPGD表达在ESCC患者中与细胞分化和预后显著负相关

通过对五年随访期内死亡患者的癌和癌旁组织RNA测序分析，发现HPGD在ESCC组织中表达显著降低。在两个独立大队列中的验证表明，HPGD低表达与肿瘤细胞分化差和患者不良预后密切相关。多变量Cox回归显示HPGD表达是影响患者生存的独立风险因素。

HPGD抑制ESCC细胞的恶性进展

在ESCC细胞系中过表达HPGD能显著抑制细胞增殖、迁移、侵袭和抗脱落生长能力，并促进细胞凋亡。体内实验进一步证实HPGD过表达可抑制移植瘤生长。

HPGD过表达影响铁死亡和自噬相关基因的表达

RNA-seq和生物信息学分析显示，HPGD过表达引起530（KYSE150）和727（KYSE30）个差异表达基因，这些基因富集于细胞稳态、铁死亡和自噬等通路。 Venn分析鉴定出13个共同差异基因，其中TFRC显著上调。

HPGD通过上调TFRC抑制ESCC恶性进展

HPGD过表达显著上调TFRC mRNA和蛋白水平。敲低TFRC可逆转HPGD对ESCC细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的抑制作用，表明TFRC是HPGD抑癌功能的关键下游效应因子。

TFRC表达与HPGD表达及患者预后正相关

泛癌分析显示TFRC在多种肿瘤中高表达，包括ESCC。TCGA数据和本院队列分析均表明TFRC高表达与ESCC患者较好预后相关，且与HPGD表达呈正相关。

HPGD通过降解LXA4抑制ERK1/2通路促进TFRC表达

HPGD通过加速LXA4降解，抑制ERK1/2信号通路活化。抑制ERK1/2信号可促进TFRC表达，而外源性添加LXA4或ERK1/2激活剂EGF可逆转这一效应。自噬抑制不能消除HPGD对TFRC的上调作用。

HPGD促进RNA结合蛋白U2AF2与TFRC启动子结合

通过启动子截断实验、生物素pull-down和质谱分析，发现U2AF2可直接结合TFRC启动子区域。ChIP和FISH实验证实HPGD通过抑制ERK1/2信号增强U2AF2与TFRC启动子的结合，从而促进TFRC转录。有趣的是，U2AF2作为RNA结合蛋白，在此发挥了类似转录因子的非经典功能。

HPGD通过TFRC上调诱导铁死亡并同时促进自噬

HPGD过表达导致细胞内铁离子积累、ROS爆发、脂质过氧化产物MDA和LPO增加，以及GPx4活性和GSH水平下降，这些效应均被TFRC敲低所逆转。铁死亡过程中产生的ROS通过AMPK/mTOR通路引发自噬过度激活，而清除ROS可抑制自噬，表明铁死亡与自噬之间存在正反馈循环。

HPGD在体内通过促进铁死亡抑制ESCC进展

裸鼠移植瘤实验显示，HPGD过表达显著抑制肿瘤生长，伴随肿瘤组织内铁离子、ROS、MDA和LPO水平升高，以及GPx4活性和GSH含量降低。免疫组化和Western blot分析进一步证实肿瘤组织中增殖标志物Ki67减少而自噬标志物LC3II增加。

该研究不仅首次明确了HPGD在ESCC中的抑癌作用，还揭示了一种前所未有的调控机制：HPGD通过降解LXA4抑制ERK1/2信号，促使RNA结合蛋白U2AF2以转录因子形式结合TFRC启动子，上调TFRC表达，引发铁离子依赖的脂质过氧化和ROS爆发，进而通过AMPK/mTOR通路诱发过度自噬，最终抑制ESCC进展。这一发现不仅为ESCC治疗提供了新的靶点HPGD和TFRC，还拓展了对RNA结合蛋白功能的认识，揭示了U2AF2在基因转录调控中的非经典角色。研究提出的LXA4-ERK1/2-U2AF2-TFRC信号轴为理解肿瘤细胞死亡机制提供了新视角，对开发针对ESCC的铁死亡诱导疗法具有重要指导意义。