褪黑素通过减轻HDAC7/β-catenin/c-Myc正反馈回路及抑制USP10维持的HDAC7蛋白稳定性抑制食管鳞状细胞癌肿瘤生长

背景：褪黑素是由松果体分泌的一种天然激素，已有报道通过多种作用机制表现出抗肿瘤特性。然而，褪黑素对食管鳞状细胞癌（ESCC）的抑癌功能仍不清楚。本研究旨在探讨褪黑素作为单一抗癌药物对ESCC细胞的潜在作用及其潜在分子机制。方法：使用经或未经褪黑素处理的ESCC细胞系。采用体外集落形成和EdU掺入实验以及裸鼠肿瘤异种移植模型来确认ESCC细胞的增殖能力。应用RNA-seq、qPCR、Western blotting、重组慢病毒介导的靶基因过表达或敲低、质粒转染和co-IP来研究褪黑素抑制ESCC细胞生长的潜在分子机制。对ESCC组织微阵列进行IHC染色并进一步进行生存分析，以探讨靶基因表达与ESCC预后之间的关系。结果：褪黑素处理以剂量依赖性方式抑制ESCC细胞中增殖能力以及组蛋白去乙酰化酶7（HDAC7）、c-Myc和泛素特异性肽酶10（USP10）的表达（P < 0.05）。在148例ESCC患者中，肿瘤中HDAC7、c-Myc和USP10的表达显著高于配对的正常组织（P < 0.001）。随后，Kaplan–Meier生存分析提示，HDAC7、c-Myc或USP10高水平的ESCC患者预测总生存期较差（Log-rank P < 0.001）。Co-IP和Western blotting分析进一步揭示，HDAC7物理性去乙酰化并激活β-catenin，从而促进下游靶基因c-Myc的转录。值得注意的是，我们的机制研究验证了HDAC7/β-catenin/c-Myc可形成正反馈回路以增强ESCC细胞生长，且USP10可使HDAC7蛋白去泛素化并稳定其在ESCC细胞中。此外，我们证实抑制HDAC7/β-catenin/c-Myc轴和USP10/HDAC7通路介导了褪黑素对ESCC细胞的抗增殖作用。结论：我们的发现阐明褪黑素减轻了HDAC7/β-catenin/c-Myc正反馈回路并抑制了USP10维持的HDAC7蛋白稳定性，从而抑制ESCC细胞生长，并为识别ESCC的生物标志物和治疗靶点提供了参考。