南开大学突破性成果：揭示潜在早期诊断生物标志物，开启癌症治疗新纪元

【导读】缺氧诱导因子 2α（HIF2α）在透明细胞肾细胞癌（ccRCC）中的作用仍未完全明确。

2月13日，南开大学研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“HIF2α drives ccRCC metastasis through transcriptional activation of methylation-controlled J protein and enhanced prolegumain secretion”，本研究中，研究人员发现尿液中脯氨酸肽酶水平与透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的恶性特征呈正相关。在培养的 786-O 和 OSRC-2 细胞中，HIF2α 下调会减少脯氨酸肽酶的分泌。RNA 测序分析表明，HIF2α 诱导MCJ的表达，MCJ是线粒体呼吸链的负调节因子。沉默 MCJ可减少脯氨酸肽酶的分泌，而 MCJ 过表达可恢复因 HIF2α 下调而受到抑制的脯氨酸肽酶分泌。染色质免疫沉淀和荧光素酶测定证实 MCJ 是 HIF2α 的转录靶点。此外，研究人员通过电子显微镜、ATP 水平、GSSG/GSH 比值、MitoSOX 和 DHE 染色等方法证明，外源性 MCJ 过表达逆转了 HIF2α 下调所改善的线粒体损伤。通过质谱分析，研究人员确定了脯氨酸肽酶序列上的氧化位点 His343 对脯氨酸肽酶分泌有贡献。在肾透明细胞癌（ccRCC）的小鼠原位异种移植模型中，沉默 MCJ 或使用 MitoQ 显著保护了线粒体免受损伤，并随后减少了肿瘤的肺转移。总体而言，本研究确定了 MCJ 是 HIF2α 在 ccRCC 中的一个靶分子。沉默 MCJ 或使用像 MitoQ 这样的活性氧清除剂可以减少 ccRCC 的转移。

https://www.nature.com/articles/s41419-025-07432-3#Sec29

肾细胞癌（RCC）起源于肾小管上皮细胞，约占所有恶性肾肿瘤的 85%。在各种组织学亚型中，透明细胞肾细胞癌（ccRCC）最为常见，占病例的 75%。局限在肾脏内的 ccRCC 患者治愈率较高，但转移性肾细胞癌患者的 5 年生存率仍很低。迫切需要确定新的治疗靶点，以实现转移性肾细胞癌的早期检测和有效治疗。

在多达 90% 的透明细胞肾细胞癌（ccRCC）中存在希佩尔-林道（VHL）肿瘤抑制基因突变。VHL 基因产物 pVHL 负责降解缺氧诱导因子（HIF）的α亚基。当 VHL 失活时，HIFα 积累并发生核转位。HIFα 的这种激活会触发下游对肿瘤生长和转移至关重要的基因的持续转录。越来越多的证据表明，HIF1α 和 HIF2α 在 ccRCC 的发病机制中发挥着不同的作用。HIF2α 起着癌基因的作用，而 HIF1α 在 ccRCC 中则发挥着肿瘤抑制因子的作用。靶向HIF2α 的小分子抑制剂能够阻止与 ccRCC 发展相关的关键基因的转录，在小鼠异种移植模型中显示出靶向抗肿瘤活性。尽管初步发现激励人心，但 HIF2α 抑制剂的临床应用面临诸多挑战，联合疗法正成为一种有前景的策略。

尿液中豆素酶的水平与透明细胞肾细胞癌的转移状态呈正相关

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先前的研究已证实，豆素酶与多种肿瘤的恶性特征之间存在正相关关系。在本研究中，研究人员从被诊断患有透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的患者身上收集了 16 对肿瘤组织和相邻的肾组织，并比较了豆素酶在 mRNA 和蛋白质水平上的表达情况。定量实时 PCR 表明，ccRCC 肿瘤组织与相邻肾组织中的 Lgmn mRNA 水平无显著差异。然而，免疫印迹法显示，与相邻肾组织相比，肿瘤组织中的前豆素酶水平升高，而成熟豆素酶水平降低。豆素酶的活性和稳定性高度依赖于环境的 pH 值。研究人员接着测量了 50 名健康对照者、31 名患有局限性 ccRCC 的患者以及 19 名患有转移性 ccRCC 的患者血清和尿液样本中的前豆素酶水平。酶联免疫吸附测定（ELISA）结果显示，健康对照者与局限性或转移性 ccRCC 患者的血清豆素酶水平无显著差异，尽管有升高的趋势。然而，转移性透明细胞肾细胞癌（ccRCC）患者的尿液中豆素酶水平显著高于局限性肿瘤患者或健康对照组。研究结果还表明，尿液中豆素酶水平升高与疾病分期以及淋巴结或远处转移的发生频率呈正相关。因此，数据表明，豆素酶的分泌可能作为 ccRCC 转移的潜在生物标志物。

尿液中豆素酶的水平与透明细胞肾细胞癌的转移状态呈正相关

分泌的豆素酶可激活MMP2，促进肿瘤侵袭和血管生成

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研究人员进一步探索了豆素酶通过激活HIF2α/MCJ通路诱导的促转移作用。研究结果表明，在786-O和OSRC-2细胞中，沉默HIF2α或MCJ可导致肿瘤细胞的侵袭能力下降，而过表达MCJ可抵消HIF2α下调的作用。收集786-O或OSRC-2细胞的条件培养基，用其刺激内皮细胞系HUVEC。结果表明，沉默HIF2α或MCJ可减轻ccRCC细胞条件培养基诱导的管腔形成，而过表达MCJ可恢复这一作用，且不影响HUVEC的活力。

体内实验中，使用稳定沉默MCJ或786-O细胞建立原位异种移植ccRCC模型。研究人员根据荧光素酶荧光强度评估肿瘤大小和转移状态。研究结果表明，沉默MCJ或给予MitoQ可抑制ccRCC的肿瘤生长和减少肺转移。同时检测肿瘤匀浆中的氧化还原状态和ROS水平。与各自的对照组相比，MCJ沉默组和MitoQ组的GSSG/GSH比值、线粒体（mtROS）和细胞内ROS水平均显著降低。敲低MCJ或给予MitoQ不影响HIF2α、豆素酶和MMP2基因的转录水平。在小鼠肾组织中测定的蛋白质水平表明了类似的观点。然而，在MCJ沉默组和MitoQ组中，血清和尿液中豆素酶的水平均降低，表明豆素酶分泌的变化是由于MCJ的下调或ROS的清除。这些结果表明，通过沉默MCJ或用MitoQ清除ROS来调节氧化还原环境和ROS水平可以显著影响ccRCC的进展和转移，可能通过影响豆素酶的分泌来实现。

综上所述，本研究结果表明，由 HIF2α 诱导的豆素酶分泌有助于透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的恶性表征。HIF2α/MCJ 通路的激活导致线粒体活性氧（mtROS）过度积累，进而通过特定的氧化位点促进豆素酶的分泌。因此，通过沉默 MCJ 或使用活性氧清除剂来降低活性氧水平，能够有效阻止 ccRCC 的进展。

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41419-025-07432-3#Sec29

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