TRIM59通过ACAT1-心磷脂通路抑制线粒体相关凋亡以促进乳头状肾细胞癌进展

TRIM59 suppresses mitochondrial-associated apoptosis to facilitate progression in papillary renal cell carcinoma via the ACAT1-cardiolipin pathway.

作者信息Haiyan Weng, Jiaxin Zhong, Ruiyi Yang, Beinan Han, Qiuchen Kong, Yimin Zhang, Wei Zhuang, Jingyi Wang, Hai Hu, Xiaorong Lin
PMID40790033
发布时间2025-08-11
DOI10.1038/s41419-025-07913-5

实验完整度

包含TCGA数据分析和LASSO模型构建、组织芯片免疫组化验证、体外细胞功能实验(增殖、凋亡)、体内异种移植瘤模型、机制验证(Co-IP、泛素化、脂质组学)等独立证据层级,并明确功能与机制验证。

主要模型

ACHN细胞系 Caki-2细胞系 HEK-293T细胞系 BALB/c小鼠异种移植瘤模型

重点核对

TRIM59在pRCC组织中的表达水平(IHC) TRIM59敲低对细胞增殖和凋亡的影响(CCK-8、克隆形成、EdU、Annexin V/PI) TRIM59与ACAT1的相互作用及泛素化位点(Co-IP、泛素化实验) ACAT1和心磷脂在凋亡通路中的作用(ELISA、脂质组学) 体内实验中siTRIM59注射剂量和频率(5 nmol,每周3次)

摘要

乳头状肾细胞癌(pRCC)是一种具有挑战性的肾细胞癌亚型,预后差,治疗选择有限,原因是缺乏可靠的生物标志物。三结构域(TRIM)蛋白家族参与多种细胞过程,包括肿瘤发生。其中,TRIM59在多种癌症中已被确定为潜在致癌基因;然而,其在pRCC进展中的作用仍不清楚。在此,通过使用癌症基因组图谱(TCGA)的RNA测序数据和LASSO Cox回归分析,我们基于TRIM家族基因开发了一个pRCC预后模型,其中RiskScore显示出作为预后生物标志物的潜力。通过比较总生存期(OS)和无进展生存期(PFS),我们将TRIM59确定为主要研究靶点。TRIM59在pRCC组织中显著过表达,并与不良OS相关。功能研究表明,敲低TRIM59在体外和体内均抑制pRCC细胞增殖并诱导线粒体相关凋亡。机制上,TRIM59促进Acetyl-CoA Acetyltransferase 1(ACAT1)在赖氨酸174(K174)位点的K27和K63连接的多聚泛素化和降解,ACAT1是线粒体脂质代谢中的关键酶。这种脂质稳态的破坏,特别是在线粒体心磷脂代谢中,抑制了线粒体依赖性凋亡,从而增强了肿瘤发生。这些发现表明TRIM59是一个生物标志物和潜在的治疗靶点,支持pRCC治疗的精准肿瘤学策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
TRIM59在乳头状肾细胞癌(pRCC)进展中的作用及其分子机制尚不清楚,本研究旨在探索其作为生物标志物和潜在治疗靶点的可能性。
核心机制
TRIM59通过促进ACAT1在K174位点的K27和K63连接泛素化降解,导致心磷脂合成减少,抑制线粒体依赖性凋亡,从而促进pRCC肿瘤生长。
主要证据
TCGA数据分析和LASSO模型确定TRIM59为风险基因;组织芯片显示TRIM59高表达与不良预后相关;体外敲低TRIM59抑制增殖并诱导凋亡;体内异种移植实验证实TRIM59敲低抑制肿瘤生长,且ACAT1敲低增强肿瘤生长;机制实验证明TRIM59与ACAT1相互作用并促进其泛素化降解。
研究意义
研究表明TRIM59可作为pRCC的生物标志物和潜在治疗靶点,为精准肿瘤学策略提供支持,并为调节TRIM59-ACAT1-心磷脂轴以调控线粒体介导的凋亡提供新思路。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

生物信息学分析建立预后模型

基于TCGA数据筛选与pRCC预后相关的TRIM家族基因,构建RiskScore模型。

利用TCGA中287例pRCC肿瘤样本和32例正常组织的RNA-seq数据,通过LASSO Cox回归建立RiskScore模型,并通过单因素和多因素Cox回归分析验证其独立预后价值,构建列线图。

2

临床样本验证TRIM59表达与预后

验证TRIM59在pRCC组织中的表达水平及其与患者预后的相关性。

对包含80例pRCC癌组织和配对癌旁组织的组织芯片进行免疫组化染色,分析TRIM59表达差异及其与患者总生存期的关系。

3

体外细胞功能实验

评估TRIM59敲低对pRCC细胞增殖和凋亡的影响。

使用siRNA敲低ACHN和Caki-2细胞中的TRIM59,通过CCK-8、克隆形成、EdU、流式细胞术(Annexin V/PI、JC-1、ROS)以及Western blot检测增殖、凋亡、线粒体膜电位和凋亡相关蛋白表达。

4

机制验证:TRIM59与ACAT1的相互作用及泛素化

验证TRIM59是否通过泛素化调控ACAT1蛋白水平。

通过免疫沉淀和质谱分析鉴定TRIM59相互作用蛋白,通过Co-IP验证TRIM59与ACAT1结合,通过泛素化实验和突变分析确定泛素化位点,并通过CHX追踪实验评估蛋白稳定性。

5

脂质组学分析

探索TRIM59和ACAT1对脂质代谢的影响。

在ACHN细胞中敲低TRIM59或过表达ACAT1,进行脂质组学分析,比较不同组的脂质含量变化,并验证心磷脂水平。

6

体内异种移植实验

验证TRIM59敲低对pRCC肿瘤生长的影响。

将稳定敲低ACAT1和对照的ACHN细胞皮下注射到BALB/c裸鼠,待肿瘤可触及时,瘤周注射siTRIM59,每周3次,共39天,测量肿瘤体积和重量,并进行IHC和ELISA分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
McCoy's 5A培养基Gibco--
胎牛血清----
PCR支原体检测试剂盒YEASEN40612ES60
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂Roche05892791001
BCA蛋白定量试剂盒Thermo ScientificA55860
PVDF膜Roche03010040001
ECL底物Thermo ScientificA38555
抗TRIM59抗体Proteintech28575-1-AP
抗Flag标签抗体Proteintech20543-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
抗兔二抗ProteintechSA00001-2
抗鼠二抗ProteintechSA00001-1
抗ACAT1抗体Abcamab312320
抗Flag标签抗体SigmaF-3165
抗Myc标签抗体Thermo Fisher ScientificMA1-21316
抗HA标签抗体Thermo Fisher Scientific26183
抗IgG抗体Thermo Fisher ScientificMA5-42729
抗Bax抗体SelleckF0037
抗Bcl-2抗体SelleckF0125
抗细胞色素C抗体SelleckF0194
pLKO.1-puro-shTRIM59质粒IGEbio--
pReceiver-Lv242-Flag-TRIM59质粒igenebio--
pcDNA3.1-Myc-ACAT1质粒Ruibo--
pcDNA3.1-HA-Ub质粒Ruibo--
pLKO.1-tet on-shACAT1质粒Tsingke--
RNA快速纯化试剂盒ESScience--
逆转录试剂Vazyme--
ChamQ SYBR Color qPCR预混液Vazyme--
细胞周期检测试剂盒ElabscienceE-CK-A351
NovoCyte流式细胞仪Agilent--
细胞计数试剂盒-8APEBIOK1018
Cell-Light EdU Apollo 567体外成像试剂盒RiboBio--
DAPI染料----
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A211
细胞ROS检测试剂盒YEASEN50101ES
RosupYEASEN50101ES01
JC-1检测试剂盒Thermo ScientificM34152
CCCPThermoM20036
CytoTox 96非放射性细胞毒性检测试剂盒PromegaG1780
Caspase-3活性检测试剂盒BeyotimeC1115
MG132MCE--
IP裂解液Thermo Scientific87787
A/G磁珠Thermo Scientific88803
人心磷脂ELISA试剂盒MeimianMM-2281H1
卡铂----
舒尼替尼----
培养皿Corning--
Bio-Rad T100热循环仪Bio-Rad--
QuantStudio检测系统Thermo Scientific--
DMI4000B倒置荧光显微镜Leica--
DAB显色液zsbio--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源(ATCC)、培养基(DMEM或McCoy's 5A)、FBS浓度(10%)、培养条件(37°C、5% CO2)
阅读提示:Methods部分:Cell culture and treatment
TRIM59敲低功能实验
siRNA序列(siTRIM59-1/2)、转染后检测时间点(CCK-8在0,24,48,72,96h)、细胞接种密度(CCK-8: 2×10^3;克隆形成: 500;EdU: 3×10^4)
阅读提示:Methods:CCK-8 assay、Colony formation assay、EdU proliferation assay;Results:图4图例
凋亡检测
Annexin V-FITC/PI试剂盒(E-CK-A211)、阳性对照卡铂浓度(80μM)和时间(24-48h)、ROS阳性对照Rosup浓度(100μM)和时间(4h)、JC-1染色检测MMP、CCCP浓度(50μM)和时间(15分钟)
阅读提示:Methods:Detection of apoptosis and reactive oxygen species、Measurement of mitochondrial membrane potential
免疫共沉淀和泛素化
MG132浓度(20μM)和处理时间(6h)、抗体(Flag、Myc)、泛素突变体(K27R、K63R)、ACAT1突变位点(K174R)
阅读提示:Methods:Co-immunoprecipitation、LC/MS分析;Results:图5图例
体内异种移植实验
小鼠品系(BALB/c裸鼠)、周龄(6周)、性别(雌性)、每组数量(正文6只,图注7只,需核对)、注射细胞数(1×10^7)、siTRIM59剂量(5 nmol)和频率(每周3次)、治疗持续时间(39天)、肿瘤体积计算公式
阅读提示:Methods:Animal experiments;Results:图7图例