深圳子科生物報道：腎透明細胞癌（Clear cell renal cell carcinoma, ccRCC）是腎癌中最主要的一種亞型，具有典型的Warburg表型。清華大學生命科學學院鄧海騰課題組的早期工作發(fā)現(xiàn)線粒體的損傷促進ccRCC細胞的增殖和轉移，但是線粒體在ccRCC的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮什么樣的功能一直是一個沒有解決的問題。2019年5月13日，該課題組與國家蛋白質(zhì)科學研究（北京）設施清華基地蛋白質(zhì)組學和代謝組學平臺合作在《氧化還原生物學》（Redox Biology）雜志在線發(fā)表題目為“HSP60敲低促進ccRCC細胞瓦博格效應并將線粒體功能從ATP生成轉變?yōu)榈纳锖铣伞保℉SP60 Silencing Promotes Warburg-like Phenotypes and Switches the Mitochondrial Function from ATP Production to Biosynthesis in ccRCC Cells）的研究論文。該研究利用穩(wěn)重同位素示蹤技術結合代謝組學、蛋白質(zhì)組學等方法揭示了HSP60敲低通過促進腎透明細胞癌細胞線粒體的谷氨酰胺代謝來促進癌細胞的生長，提示抑制谷氨酰胺代謝是腎透明細胞癌的一個治療靶標。

HSP60是維持線粒體穩(wěn)態(tài)的重要分子。該課題組的前期工作發(fā)現(xiàn)HSP60在腎透明細胞癌中低表達，并且敲低HSP60能夠促進腎透明細胞癌細胞的生長。利用穩(wěn)重同位素13C標記的谷氨酰胺或葡萄糖追蹤HSP60敲低后腎透明細胞癌細胞的代謝物變化，他們發(fā)現(xiàn)HSP60敲低加強了ccRCC細胞的Warburg效應，糖酵解過程增強而線粒體氧化磷酸化提供的ATP減少；同時13C5-谷氨酰胺示蹤結果顯示HSP60敲低加強了線粒體利用谷氨酰胺進行核糖核酸、脂質(zhì)、谷胱甘肽的合成能力，而谷胱甘肽的增加通過降低細胞的活性氧分子水平加快細胞的生長。 進一步的研究發(fā)現(xiàn)，MEK/ERK/c-MYC信號通路的激活上調(diào)谷氨酰胺酶的表達，而抑制谷氨酰胺酶或降低谷氨酰胺水平都明顯抑制ccRCC細胞的增殖。

清華大學生命科學學院CLS項目博士生滕瑞芳為本文的第一作者，清華大學生命科學學院鄧海騰為本文通訊作者，國家蛋白質(zhì)科學研究（北京）設施清華基地蛋白質(zhì)組學與代謝組學平臺主管劉曉蕙，阜外醫(yī)院國家心血管疾病重點實驗室宋江平為共同通訊作者。該研究獲得了國家自然科學基金委和科技部973項目的資助。

在另一項研究中，鄧海騰課題組和蛋白質(zhì)組學平臺合作對BAP1基因在ccRCC發(fā)生發(fā)展中的功能進行系統(tǒng)的研究。10%的ccRCC患者存在BAP1基因突變，而且BAP1突變和患者生存期負相關。那么在90%不攜帶BAP1突變的ccRCC患者中，BAP1是否也發(fā)揮抑癌基因的功能？2019年4月16日，該課題組在Molecular & Cellular Proteomics雜志上在線發(fā)表了題為“Loss of BAP1 Results in Growth Inhibition and Enhances Mesenchymal-Epithelial Transition in Kidney Tumor Cells”的研究論文。

通過分析TCGA數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)BAP1的低表達和ccRCC患者的生存期正相關，提示W(wǎng)ildtype BAP1可能發(fā)揮促癌基因的功能。利用BAP1敲除的ccRCC細胞系，他們揭示BAP1缺失后差異表達蛋白主要富集在細胞形態(tài)和細胞生長相關的通路。泛素化組學結果提示BAP1參與了RNA加工、染色質(zhì)重組等生物學過程。功能性實驗證實BAP1敲除降低蛋白合成和Rho GTPase的活性，導致細胞增殖變慢以及細胞偽足、胞內(nèi)微絲束的減少。BAP1缺失顯著降低ccRCC細胞的遷移和侵襲能力以及EMT相關蛋白Vimentin、N-cadherin和轉錄因子Snail的表達。ChIP實驗結果顯示BAP1敲除增加Snail基因區(qū)域H2AK119的泛素化水平，并且加強Snail-promoter的活性。這些結果表明BAP1通過對H2A的去泛素化調(diào)控了Snail基因的轉錄和EMT過程，提示在攜帶Wildtype BAP1的病人中BAP1可能發(fā)揮促癌作用。

清華大學生命科學學院博士生陳鵬晟為本文的第一作者，清華大學生命科學學院鄧海騰為本文通訊作者，301醫(yī)院的吳迪和呂陽參與了該項工作。該研究獲得了國家自然科學基金委和科技部973項目的資助。

原文標題：

HSP60 Silencing Promotes Warburg-like Phenotypes and Switches the Mitochondrial Function from ATP Production to Biosynthesis in ccRCC Cells

Loss of BAP1 Results in Growth Inhibition and Enhances Mesenchymal-Epithelial Transition in Kidney Tumor Cells