FAM83A通过PKM2介导的有氧糖酵解促进头颈部鳞状细胞癌进展和转移

【作者】 张雨垚； 钟旖； 于金华；

【机构】 南京医科大学附属口腔医院牙体牙髓病科； 江苏省口腔疾病研究重点实验室； 江苏省口腔转化医学工程研究中心； 南京医科大学附属口腔医院口腔病理科；

【摘要】 目的:探讨序列相似性为83的家族成员A (family with sequence similarity 83,member A,FAM83A)在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)及糖酵解关键酶M2型丙酮酸激酶(M2-type pyruvate kinase,PKM2)在HNSCC进展和转移中的作用。材料与方法:利用The Cancer Genome Atlas(TCGA)数据库分析HNSCC组织中FAM83A和PKM2的表达及相关性。采用免疫组化方法检测南京医科大学附属口腔医院2023年2月至2023年7月手术切除的52例HNSCC患者的癌组织和12例癌旁0.5 cm外正常组织中FAM83A和PKM2的表达情况,并通过c2检验分析FAM83A和PKM2的表达与HNSCC患者年龄、性别、肿瘤大小、分期、分级以及淋巴结大小等临床病理特征之间的关系。通过Spearman相关性分析检测FAM83A和PKM2在HNSCC组织中表达的相关性。通过Western blot检测8例HNSCC肿瘤组织和配对癌旁正常组织中FAM83A和PKM2的表达。采用单细胞测序和转录组测序检测FAM83A对HNSCC糖酵解的调节作用。通过慢病毒和小干扰转染建立过表达和敲低FAM83A的CAL27和FaDu细胞株,体外实验检测FAM83APKM2轴介导的有氧糖酵解在HNSCC进展和转移中的作用。采用TOPFlash/FOPFlash报告基因、染色质免疫沉淀-定量聚合酶链式反应(ChIP-qPCR)、免疫沉淀(IP)和分子对接等方法研究FAM83A-PKM2轴调控HNSCC进展和转移的分子机制。通过裸鼠皮下成瘤和尾静脉注射体内验证抑制FAM83A-PKM2轴对HNSCC的治疗作用。结果:数据库分析、免疫组化和Western blot结果表明,FAM83A和PKM2在HNSCC组织中均高表达,两者高表达均与肿瘤大小、肿瘤分期和淋巴结转移相关,且两者高表达呈正相关。单细胞RNA测序和RNA转录组测序结果显示FAM83A促进HNSCC的有氧糖酵解上皮间充质转化进程。体外实验结果表明,FAM83A通过上调PKM2的激酶活性并加剧乳酸生成来促进HNSCC的有氧糖酵解。通过抑制PKM2,可以逆转FAM83A过表达对HNSCC细胞乳酸生成、迁移和侵袭的促进。在机制上,FAM83A通过与酪蛋白激酶1α (CK1α)结合激活Wnt/β-catenin信号通路促进PKM2的转录。体内实验结果表明,PKM2抑制剂可抑制裸鼠体内HNSCC的进展和转移。结论:FAM83A通过PKM2介导的有氧糖酵解促进了头颈部鳞状细胞癌的进展和转移,FAM83A-PKM2轴有望成为头颈部鳞状细胞癌治疗的新靶点。更多还原