山东大学鲁铭团队：新的肺鳞癌潜在治疗靶点
7月20日，山东大学鲁铭研究团队在期刊《Cell Death Discovery》上发表了研究论文，题为“Family with sequence similarity 83, member A (FAM83A) inhibits ferroptosis via the Wnt/β-catenin pathway in lung squamous cell cancer”，本研究中，研究人员检测了FAM83A在LUSC中的预后和调节作用。初步应用生物信息学方法预测FAM83A mRNA在LUSC中的表达水平及预后价值。体外实验采用蛋白质免疫印迹、菌落形成及细胞活力测定、脂质活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、还原性谷胱甘肽(GSH)/氧化谷胱甘肽二硫醚(GSSG)、4-羟基-2-壬烯醛(4-HNE)测定等方法探讨其作用机制，并进一步进行了体内实验验证其作用机制。TCGA和数据库的结果显示，LUSC中FAM83A mRNA的表达水平明显高于正常肺组织。TCGA和GEO数据库以及研究人员的数据库显示，FAM83A表达水平是总生存期和无进展生存期的独立预后因素。此外，FAM83A与较高的生长能力和克隆原性显著相关。机制上，体外和体内实验表明FAM83A通过激活Wnt/β-catenin信号通路抑制铁死亡，促进LUSC细胞生长。拯救实验表明，抑制Wnt/β-catenin通路可抵消FAM83A的功能。FAM83A在LUSC中过表达，可作为LUSC预后预测的生物标志物。FAM83A通过激活Wnt/β-catenin信号通路抑制铁死亡，促进LUSC细胞生长，为LUSC治疗提供了新的潜在治疗靶点。
研究背景
肺癌是癌症相关死亡的主要原因，其全球发病率高于任何其他类型的癌症。它占全球癌症总发病率的10%以上。肺鳞状细胞癌(Lung squamous cell carcinoma, LUSC)是非小细胞肺癌(non-small cell Lung cancer, NSCLC)的一种独特的组织学亚型，约占病例总数的30%。由于特定的患者和疾病特征，LUSC的治疗具有挑战性，包括诊断时的年龄较大和疾病晚期，以及慢性阻塞性肺病和心脏病等合并症的发生率较高。LUSC通常位于中心位置，通常发生在近端支气管，因此更容易侵犯较大的血管。近期，通过更好地了解肿瘤形成和进展的分子机制，出现了治疗肺癌的选择。然而，针对LUSC的靶向治疗和免疫检查点抑制剂治疗进展很少，化疗仍然是晚期LUSC患者的主要治疗方法。目前LUSC的5年生存率从IA期的73%到IV期的13%不等。未来对LUSC预后的预测将可能基于TNM分期和分子肿瘤分析的结合，以产生更精确、个性化的生存估计和治疗算法。
序列相似性为83的家族成员A (FAM83A)，又称BJ-TSA-9，位于8号染色体q24.13位点，跨越27 566个碱基对。近年来，多项研究表明FAM83A在乳腺癌、肝细胞癌、肺腺癌等多种癌症中表达异常，是一种潜在的生物标志物。已有研究表明FAM83A通过调控Wnt、Hippo、ERK和PI3K/Akt/mTOR通路促进肺腺癌的进展，使其成为一个有前景的治疗靶点。此外，circ-ZKSCAN1/miR-330-5p/FAM83A反馈环路在促进NSCLC进展中发挥重要作用。然而，FAM83A在肺鳞癌中的确切表达水平及其临床预后价值尚不清楚。
FAM83A促进肺鳞状细胞癌增殖
研究人员研究了FAM83A对肺鳞状细胞癌细胞增殖的影响。研究人员通过慢病毒转染法上调FAM83A表达，质粒转染法下调FAM83A表达。CCK8实验显示，上调FAM83A后，H1703和H520细胞系的克隆形成能力显著增加，而siFAM83A组的克隆形成能力显著降低。CCK-8增殖实验也观察到同样的趋势。
FAM83A通过抑制铁死亡水平促进肺鳞状细胞癌细胞增殖
研究人员进一步探究了调控机制。有意思的是，电子显微镜显示，在siFAM83A组中，线粒体体积减小，双层膜密度增加，嵴减少或消失，这些都是铁死亡的典型特征。为了进一步确定LUSC细胞中的铁死亡的存在，研究人员检测了铁死亡所必需的蛋白质谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）的表达。研究人员发现，FAM83A下调抑制了GPX4的表达。此外，研究人员分析了细胞内二价铁（Fe2+）含量、活性氧（ROS）、脂质过氧化物产物丙二醛（MDA）和谷胱甘肽（GSH）的含量。研究人员发现，FAM83A过表达可抑制铁死亡，包括降低Fe2+、ROS和MDA含量，增加GSH水平，而siFAM83A组则显示出相反的结果。为了验证FAM83A在铁死亡中的作用，研究人员使用了铁死亡诱导剂FIN56。克隆形成和CCK8实验表明，FAM83A过表达增加了LUSC的增殖能力，而FIN56抵消了FAM83A的功能。
FAM83A通过Wnt/β-catenin通路抑制铁死亡
研究人员还发现，FAM83A敲低可以增加GSK-3β的蛋白水平，并降低p-GSK-3β的蛋白水平，这表明FAM83A可以通过增加GSK-3β的磷酸化来诱导Wnt/β-连环蛋白通路的激活。GSK3β磷酸化β-连环蛋白并导致其降解，从而抑制Wnt/β-连环蛋白信号通路的活性。研究人员提出了一个假设，即FAM83A可以抑制GSK3β的功能，从而降低p-β-连环蛋白的表达并增加β-连环蛋白的表达。结果，上调的β-连环蛋白可以进入细胞核并促进GPX4的转录。为了进一步验证FAM83A介导的铁死亡中Wnt/β-连环蛋白通路的作用，研究人员使用XAV9FAM83A 过表达增加了β-连环蛋白和GPX4的蛋白表达水平以及细胞增殖和克隆形成的能力，而拯救实验表明，抑制Wnt/β-连环蛋白通路抵消了FAM83A的功能。至于与铁死亡相关的GSH、MDA、ROS和铁含量，研究人员也发现了同样的趋势。
此外，体外实验证实，FAM83A过表达可抑制铁死亡并促进肿瘤生长。同时，XAV-939增加了铁死亡并抑制了肿瘤生长。另外，FAM83A过表达抑制铁死亡的作用可被Wnt/β-catenin信号通路抑制剂XAV-939逆转。综上所述，FAM83A可通过激活Wnt/β-catenin信号通路来抑制铁死亡，从而促进LUSC细胞的生长。
研究小结
总之，FAM83A在LUSC中过度表达，可作为LUSC的预后预测生物标志物。FAM83A通过激活Wnt/β-catenin信号通路来抑制铁死亡，从而促进LUSC细胞生长。通过促进LUSC细胞对铁死亡的敏感性来抑制其增殖可能是一种潜在的策略。
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