体内CRISPR筛选确定POU3F3通过视黄酸信号传导作为肝细胞癌铁死亡抵抗的新型调节因子

背景：索拉非尼是一种铁死亡激动剂，是晚期肝细胞癌的一线治疗药物。然而，由于耐药性，其临床疗效有限，导致患者生存获益不大。因此，本研究旨在识别与索拉非尼耐药相关的关键分子靶点，并研究克服这一治疗挑战的潜在抑制剂。方法：在HCC中进行了体内全基因组CRISPR/Cas9文库筛选，以确定对铁死亡激动剂（如RSL3和索拉非尼）的耐药因子。使用铁死亡检测实验、异种移植肿瘤模型、染色质免疫沉淀和双荧光素酶报告基因实验，在HCC细胞中研究了这些耐药因子的作用和潜在分子机制。通过计算机辅助虚拟筛选、分子动力学模拟、表面等离子体共振分析和功能评估，评估了针对这些因子的潜在抑制剂。结果：发现一个视黄酸代谢基因簇，包括ADH4、ALDH1A1、ALDH1A3、FABP5、RBP1和RDH10，在经铁死亡激动剂索拉非尼处理的HCC细胞中表达上调。该基因簇通过产生强还原剂视黄酸来促进铁死亡抵抗。转录因子POU3F3被确定为视黄酸代谢基因簇的关键调节因子，它同时结合其启动子，增加其转录并促进视黄酸的产生。敲低POU3F3通过抑制视黄酸代谢显著增强了索拉非尼对HCC细胞的促铁死亡和抑制作用。此外，rosarin被确定为POU3F3抑制剂，其平衡解离常数为7.57 µM，并在体外和体内均显示出与索拉非尼对HCC细胞的协同作用。结论：根据结果，POU3F3通过增强多个视黄酸代谢基因的转录和促进视黄酸的产生，作为索拉非尼诱导的HCC细胞铁死亡的保护性调节因子。POU3F3抑制剂rosarin显示出作为克服HCC中索拉非尼耐药的理想候选药物的潜力。