上海交大合作发文：肾细胞癌患者糖代谢治疗新靶点
7月27日，上海交通大学研究团队与上海市宝山区罗店医院研究人员合作共同在期刊《Cell Death&Disease》发表了题为“DEPDC1 as a metabolic target regulates glycolysis in renal cell carcinoma through AKT/mTOR/HIF1α pathway”的研究论文，本研究中，研究人员对14例RCC患者（包括3例对TKI产生耐药的活检样本）的单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析揭示，糖酵解在RCC的不良预后和耐药性中起着关键作用。TCGA-KIRC和糖酵解基因集分析确定DEPDC1是与KIRC恶性进展和耐药相关的靶点。随后的实验表明，DEPDC1促进RCC的恶性进展和糖酵解，敲低DEPDC1可逆转RCC细胞系的TKI耐药性。体外RNA测序（RNA-seq）和非靶向代谢组学测序表明，DEPDC1可能通过AKT/mTOR/HIF1α途径调节RCC的糖酵解，蛋白质水平分析证实了这一发现。从98例RCC患者的临床组织样本中发现，DEPDC1与不良预后相关，并能预测RCC的转移。总之，这项多组学分析表明，DEPDC1可作为TKI联合靶向代谢治疗的潜在新靶点，用于治疗对TKI产生耐药的晚期RCC患者。
背景知识
截至2021年，尽管总体癌症死亡率在下降，但癌症预防方面的进展却相对滞后，其中前十大癌症中的六种癌症的发病率仍在上升，包括肾细胞癌，其发病率每年仍以1.5%的速度增长。肾细胞癌（RCC）占所有肾癌病例的约90%。大约三分之一的肾细胞癌患者在起初诊断时已被诊断为晚期转移性肾细胞癌。尽管一些早期患者接受了手术治疗，但仍有30-40%的患者出现转移或术后复发。目前，酪氨酸激酶抑制剂（TKI）已成为晚期RCC的一线治疗方案，在晚期RCC患者中显示出显著的总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）改善。然而，接受TKI治疗的患者容易产生TKI耐药性，从而降低治疗效果。因此，迫切需要研究新的治疗方案来对抗TKI耐药性，提高晚期RCC患者的治疗效果和改善预后。
由于肾脏肿瘤存在独特的von Hippel-Lindau (VHL)基因突变，导致多种代谢异常，如糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢等，肾癌通常被称为“代谢性疾病”。目前的研究表明，“代谢”是癌症的一个关键特征，所有肾癌的组织学表现出随着疾病进展的代谢活性增加。特别地，一个共同的特征是调用有氧糖酵解，被称为“瓦氏效应”。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是肾癌治疗的主要代谢靶点，多项研究表明其在调节HIF1α翻译和糖酵解活性中的作用。尽管如此，鉴于晚期肾癌患者易对mTOR抑制剂和TKI产生耐药，探索肾癌葡萄糖代谢的新靶点以对抗这一患者人群的耐药代表了未来的研究方向。
DEPDC1增强肾癌细胞的增殖、迁移、侵袭和皮下成瘤能力
为了探究DEPDC1对肾癌细胞恶性生物学行为的影响，研究人员以HK-2作为对照组，通过qRT-PCR和蛋白质印迹实验检测发现，DEPDC1在肾癌细胞中普遍表达较高，尤其是OS-RC-2和786-O细胞，而A498和ACHN细胞DEPDC1表达水平相对较低。研究人员构建DEPDC1敲低细胞(OS-RC-2和786-O)和DEPDC1过表达细胞(A498和ACHN)，采用qRT-PCR和蛋白质印迹实验检测其效率，并通过CCK-8细胞增殖实验、迁移和侵袭实验检测了DEPDC1表达对肾癌细胞增殖和侵袭的影响。结果显示，DEPDC1敲低组肾癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力显著降低，而DEPDC1过表达组肾癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力显著升高。研究人员构建A498细胞(Vector和OE-DEPDC1)裸鼠皮下移植瘤模型，探讨过表达DEPDC1对RCC细胞体内生长的影响。结果表明，OE-DEPDC1组皮下肿瘤较Vector组大，生长速度快。两组裸鼠体重无明显变化。免疫组织化学染色结果显示，OE-DEPDC1组肿瘤细胞核中DEPDC1的表达高于Vector组。综上所述，DEPDC1促进肾癌细胞的增殖、迁移、侵袭和皮下成瘤能力。
DEPDC1促进肾癌的恶性进展
DEPDC1与肾细胞癌耐药相关，并促进糖酵解
研究人员通过CCK8法建立了肾癌细胞系786-O (786-O- r)，探讨了DEPDC1对舒尼替尼耐药的逆转作用。蛋白质印迹实验结果显示，与其它肾癌细胞和HK-2细胞相比，786-O-R细胞中DEPDC1蛋白表达水平升高。qRT-PCR和蛋白质印迹实验检测DEPDC1在786-O-R细胞中的表达。CCK8实验显示，与si-NC组相比，DEPDC1敲低抑制786-O-R细胞的增殖。迁移实验显示，与si-NC组相比，si-DEPDC1敲低组786-O-R细胞的迁移和侵袭能力降低。在OS-RC-2、786-O和786-O- r细胞中，通过qRT-PCR和蛋白质印迹实验验证了DEPDC1的稳定敲低。研究人员检测了细胞培养上清液中代谢物的含量。在DEPDC1敲低或过表达的肾癌细胞中检测葡萄糖消耗、丙酮酸生成和乳酸生成，发现DEPDC1敲低后糖酵解活性降低，DEPDC1过表达后糖酵解活性升高。这些结果表明DEPDC1在肾癌TKI耐药和促进糖酵解中发挥作用。
DEPDC1与肾癌的不良预后和转移相关
为了进一步探究DEPDC1在RCC进展中的意义，研究人员对两个队列（TMA30，n=28；TMA2021，n=70）进行了研究。对TMA2021队列采用H评分法进行定量分析，结果显示肿瘤组织中DEPDC1的表达水平高于癌旁组织。随后，研究人员根据临床数据将合并队列（TMA30+TMA2021）进行分组，观察到高DEPDC1表达组的患者具有较高的H评分，且患者存在转移、肿瘤晚期和高富尔曼分级。研究人员对TMA30队列进行5年生存率ROC分析，确定DEPDC1 H评分的较佳阈值为182.5，AUC为0.8353。进一步的K-M生存图分析显示，高DEPDC1表达组患者的OS和PFS均较短。多变量Cox图表分析证实DEPDC1表达是RCC患者OS和PFS的独立危险因素。总之，本研究结果表明DEPDC1与不良预后密切相关，可作为RCC转移的有价值的预测因子。
研究小结
本研究首次利用单细胞RNA测序揭示了糖酵解在RCC不良预后和耐药性中的重要作用。此外，多组学分析发现，DEPDC1可通过AKT/mTOR/HIFα途径促进RCC糖酵解和耐药性。队列研究结果表明，RCC患者中DEPDC1表达水平较高与不良预后和转移预测相关。总的来说，本研究为治疗晚期TKI耐药性RCC患者提供了一种新的糖代谢治疗靶点。
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