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本研究针对食管鳞状细胞癌(ESCC)淋巴结转移的分子机制展开深入探索,发现FAK/SFK酪氨酸激酶复合体通过磷酸化ACLY Tyr542/652和ALDOA Tyr174/302/328位点,驱动代谢重编程并激活CDK7/9和Yamanaka因子转录网络,揭示代谢酶磷酸化在原发性与转移性ESCC中的差异化调控作用。团队筛选出特异性抑制ALDOA磷酸化的先导化合物quercetagitrin,为转移性ESCC的诊疗提供新靶点。
食管鳞状细胞癌(ESCC)是中国高发的恶性肿瘤类型,其突出的淋巴转移特性导致患者预后极差。尽管手术和辅助治疗可控制局部病灶,但约50%患者出现淋巴结转移后生存率骤降。现有研究对ESCC细胞淋巴转移的分子驱动机制认识不足,尤其缺乏对代谢异常与转移关联的系统解析。传统观点认为代谢酶主要通过丝/苏氨酸磷酸化调控,而FAK/SFK酪氨酸激酶复合体如何通过直接磷酸化代谢酶协调原发灶与转移灶的差异化适应,成为亟待解决的科学问题。
为破解这一难题,Jie Chen、Jing Zhang等团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表研究,通过临床样本分析、细胞模型构建、分子互作验证和动物实验等多维度策略,首次揭示FAK/SFK-ACLY/ALDOA轴在ESCC转移中的核心作用。研究采用55例临床样本队列和配对原发/转移细胞模型,结合免疫共沉淀、突变体构建和染色质免疫沉淀等技术,发现抑制关键酪氨酸磷酸化位点可阻断代谢酶活性及其下游信号传导。
主要技术方法
研究团队建立KYSE410/KYSE510原位移植瘤模型获取配对原发/转移细胞,采用免疫组化分析55例ESCC样本中磷酸化蛋白表达谱。通过分子对接筛选MCE化合物库,利用CETSA和链霉亲和素pull-down验证药物靶点。采用ChIP-qPCR解析转录因子结合位点,并通过Footpad移植模型评估体内抑瘤效果。
研究结果
ACLY Tyr542/652和ALDOA Tyr174/302/328在临床ESCC样本中的表达
免疫组化显示69.1%原发灶高表达pACLY Tyr542,71%高表达pALDOA Tyr328,且表达水平与淋巴结转移正相关(图1)。生存分析证实高表达组患者预后更差,提示这些位点可作为临床预后标志物。
FAK和SFKs在原发性或转移性ESCC细胞中磷酸化ACLY和ALDOA的特定位点
免疫共沉淀证实FAK/SFK复合体直接结合并磷酸化ACLY/ALDOA(图2c)。VS-6063(FAK抑制剂)和dasatinib(SFK抑制剂)处理可显著降低磷酸化水平(图2d),临床样本中pFAK Tyr576/577与代谢酶磷酸化呈正相关(附表1-2)。
FAK/SFK轴调控ACLY和ALDOA在ESCC细胞中的活性
ACLY Y542A/Y652A突变使草酰乙酸(OAA)产量降低67%,ALDOA Y174A突变使甘油醛-3-磷酸(G3P)减少58%(图3g-h)。代谢产物回补实验证实OAA/G3P可逆转突变体对MCM复合体和EMT标志物的抑制作用(图4a,5a)。
代谢酶磷酸化影响原发和转移ESCC细胞的下游信号分子
ChIP证实CDK7/9结合MCM3/7启动子区(图4c),而c-Myc/Oct4/Sox2调控AXL/SDC2转录(图5c)。双荧光素酶报告基因验证Yamanaka因子对靶基因启动子的特异性激活(附图10)。
鉴定潜在ALDOA抑制剂
分子对接筛选发现quercetagitrin可剂量依赖性抑制ALDOA磷酸化(图6b),CETSA显示其直接结合ALDOA(图6d)。该化合物在体内外均能抑制肿瘤生长和转移(图7b),且与FAK/SFK抑制剂联用具有协同效应(附图21)。
结论与意义
该研究首次阐明FAK/SFK通过时空特异性磷酸化ACLY/ALDOA,在原发灶中激活CDK7/9-MCM/CDC45轴促进增殖,在转移灶中诱导Yamanaka因子介导的塑性相关分子表达。发现的先导化合物quercetagitrin为靶向代谢酶磷酸化的药物研发提供新思路,其与现有酪氨酸激酶抑制剂的联用策略具有重要转化价值。研究不仅揭示代谢重编程与肿瘤转移的表观遗传调控新机制,更为ESCC的精准诊疗提供多靶点干预方案。
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