Commun Biol丨张晓霏/邵杨/李艳利/吴勇合作揭示 hsa_circ_0009061通过TRIM21依赖性MCCase泛素化调控H3K36巴豆酰化，抑制卵巢癌进展

近日， 海军军医大学 第一附属医院、 同济大 学附属妇产科医院、上海大学及复旦大学附属肿瘤医院等多团队联合在Communications Biology发表 题为TRIM21-dependent ubiquitination ofMCCaseinduced by hsa_circ_0009061 drives H3K36crotonylationto suppress epithelial ovarian cancer progression through regulating glycolysis的 研究 文章。揭示环状RNA hsa_circ_0009061通过促进MCCase的TRIM21依赖性泛素化降解，驱动组蛋白H3K36巴豆酰化（ H3K36cr ），进而抑制上皮性卵巢癌（ EOC ）的糖酵解和腹膜转移。

该研究聚焦于上皮性卵巢癌的腹膜转移。大网膜和肠系膜是 EOC 腹腔播散和转移的常见部位，其富含脂肪酸的微环境可促进癌细胞 “ 归巢 ” 。代谢重塑是癌症的重要特征之一，并在 EOC 转移过程中发挥关键作用。然而，环状 RNA 能否通过翻译后修饰调控肿瘤代谢，并进一步影响 EOC 转移，此前尚不清楚。本研究揭示了一条新的 EOC 抑制通路，并为开发基于环状 RNA 的靶 向治疗 策略提供了新的科学依据。

关键问题解决

围绕 hsa_circ_0009061 在 EOC 中的生物学功能及其分子调控机制，该研究主要回答了以下几个关键问题：

1. hsa_circ_0009061 在 EOC 中的表达特征及生物学功能

环状 RNA 具有共价闭合环状结构，稳定性较高，并广泛参与肿瘤的发生发展。 研究团队通过 circRNA-Seq 分析 4 对正常卵巢组织及配对的 EOC 原发灶、大网膜转移灶和肠系膜转移灶，发现 hsa_circ_0009061 在 EOC 组织和细胞系中显著低表达。临床队列分析显示， hsa_circ_0009061 高表达 与 EOC 患者更好的总生存率和无病生存率显著相关。功能实验进一步表明， hsa_circ_0009061 过表达可显著抑制 EOC 细胞的增殖、迁移和侵袭， 而敲低 hsa_circ_0009061 则产生相反效应。

2. hsa_circ_0009061 如何发挥分子调控作用？

RNA pull-down 联合质谱分析鉴定出 MCCC1 和 MCCC2—— MCCase 的两个关键亚基 —— 是 hsa_circ_0009061 的直接结合蛋白。 RIP-qPCR 、 FISH-IF 共定位及 PLA 等实验进一步证实， hsa_circ_0009061 可同时结合 MCCC1 和 MCCC2 ，并在细胞质中形成复合物。 Co-IP 和截短突变实验显示， hsa_circ_0009061 分别特异性结合 MCCC1 的 125–151 氨基酸区域和 MCCC2 的 338–389 氨基酸区域。值得注意的是， hsa_circ_0009061 过表达可降低 MCCC1 和 MCCC2 的蛋白水平，提示其可能促进 MCCase 降解。

3. MCCase 如何被降解，并进一步驱动组蛋白巴豆酰化？

研究发现， hsa_circ_0009061 诱导的 MCCase 降解 依赖泛素 - 蛋白酶体系统（ UPS ），而非自噬 - 溶酶体途径。具体而言， hsa_circ_0009061 促进 MCCase 发生 K48 连接的多 聚泛素化 ，这是蛋白酶体靶向降解的典型标志。通过 Co-IP 联合质谱分析，研究团队进一步鉴定出 E3 泛素连接酶 TRIM21 是这一过程的关键调控因子。 hsa_circ_0009061 可增强 TRIM21 与 MCCC1/MCCC2 的结合，从而促进 MCCase 的 K48 依赖性 泛素化 及蛋白酶体降解。

在生理条件下， MCCase 是细胞内消耗巴豆 酰 辅酶 A 的重要酶之一，可催化巴豆 酰 辅酶 A 羧化并参与亮氨酸分解代谢。当 hsa_circ_0009061 驱动 TRIM21 依赖性 MCCase 泛素化 降解后， MCCase 对巴豆 酰 辅酶 A 的消耗减少，导致细胞内巴豆 酰 辅酶 A 水平升高。由于巴豆 酰 辅酶 A 是赖氨酸巴豆酰化（ Kcr ）的直接供体， MCCase 降解进一步引起细胞整体 Kcr 水平升高。巴豆 酰化组 学分析显示， hsa_circ_0009061 过表达改变了 963 个巴豆酰化位点（涉及 602 种蛋白）的修饰水平，其中组蛋白 H3K36 位点的巴豆酰化（ H3K36cr ）显著增加。该结果将 MCCase 降解与组蛋白巴豆酰化修饰建立了直接联系。

4. H3K36cr 的全基因组靶点是什么？ PFKP 成为关键下游分子

组蛋白修饰具有明显的位点依赖性，同一种修饰发生在不同基因区域时，可能产生不同甚至相反的转录调控效应。为在全基因组范围内鉴定 H3K36cr 的靶基因，研究团队联合开展 RNA- Seq 和 H3K36cr ChIP-Seq 分析。结果显示， H3K36cr 在糖酵解关键酶 PFKP 基因的内含子 2 区域显著富集，并通过该区域抑制 PFKP 转录。 PFKP 是糖酵解途径中的关键限速酶，其表达下调可降低 EOC 细胞的 ATP 产生、乳酸生成和葡萄糖摄取。体内实验进一步证实， hsa_circ_0009061 过表达显著抑制皮下移植瘤和腹腔转移瘤生长。 PET/CT 结果显示， hsa_circ_0009061 过表达肿瘤的 ¹⁸F-FDG 摄取明显降低，提示其体内糖酵解活性受到抑制。

5. 治疗策略探索： AAV2/8 递送 hsa_circ_0009061

研究团队进一步利用 AAV2/8 载体，在 EOC 患者来源的异种移植（ PDX ）模型中过表达 hsa_circ_0009061 。结果显示， AAV2/8-circ_0009061 治疗显著抑制 PDX 肿瘤生长。免疫组化和免疫荧光分析表明， AAV 介 导的 hsa_circ_0009061 过表达降低了 MCCC1 、 MCCC2 和 PFKP 的蛋白水平，同时升高 H3K36cr 水平。此外，巴豆酰化激活剂 NaCr 或 PFKP 抑制剂 2,5- 脱水 -D- 葡萄糖醇 -1,6- 二磷酸均可逆转 hsa_circ_0009061 敲低所 导致的 EOC 转移促进效应；而体内沉默 TRIM21 则阻断了 hsa_circ_0009061 对 MCCase 降解及肿瘤转移的抑制作用。

创新点与亮点

1. 揭示 circRNA 调控代谢 酶泛素化 降解的新机制

该研究突破了 circRNA 主要作为 miRNA 海绵或 蛋白结合支架的传统功能框架， 证明 hsa_circ_0009061 可直接结合 MCCase 并促进 E3 泛素连接酶 TRIM21 介 导其 泛素化 降解，从蛋白稳定性层面拓展了 circRNA 的功能边界。

2. 构建 “ 代谢酶 - 表观遗传 - 转录调控 ” 新型信号轴

该研究将 MCCase 降解与组蛋白 H3K36 巴豆酰化修饰相联系，进一步阐明代谢 酶状态 及代谢中间产物变化如何通过表观遗传修饰影响下游靶基因 PFKP 的转录，为理解肿瘤代谢与表观遗传调控之间的交互作用提供了新的机制视角。

3. 提供靶向代谢 - 表观遗传轴的卵巢癌治疗新思路

研究通过腹膜转移小鼠模型进一步验证，补充巴豆酸钠（ NaCr ）可逆转 hsa_circ_0009061 敲低导致 的 促转移 效应。这些结果不仅支持 H3K36 巴豆酰化在卵巢癌转移中的重要作用，也为靶向 “ 代谢 - 表观遗传 ” 调控轴干预难治性卵巢 癌提供 了潜在的治疗思路和生物标志物依据。

本文通讯作者为 同济大学附属妇产科医院 张晓霏副主任医师、上海大学 生命科学学院 李艳利副教授、上海健康医学院药学院张晓凡副教授及复旦大学附属肿瘤医院吴勇主治医师。 海军军医大学第一附属医院邵杨 助理研究员为第一作者 兼共同 通讯作者。上海大学 生命科学学院 硕士研究生孟伟、李涵和复旦大学附属肿瘤医院曹思宇主治医师为共同第一作者。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-026-10879-5

制版人：十一

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