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HELLS-MIEF1轴通过表观遗传与线粒体动态互作调控肝癌基因组稳定性
《Cell Death & Disease》:HELLS controls mitochondrial dynamics and genome stability in liver cancer by collusion with MIEF1
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月03日 来源:Cell Death & Disease 8.1
肝癌作为全球高发恶性肿瘤,其发生发展与表观遗传失调和代谢重编程密切相关。染色质重塑因子HELLS(Helicase Lymphoid-Specific)虽在免疫缺陷综合征中已被认知,但其在癌症中的具体作用机制仍不明确。同时,线粒体作为细胞能量工厂,其动态融合/分裂过程如何与核内表观遗传调控对话,更是科学界亟待破解的谜题。
韩国Konkuk大学Jueng Soo You团队在《Cell Death and Disease》发表研究,首次揭示HELLS通过直接转录调控线粒体分裂蛋白MIEF1(Mitochondrial Elongation Factor 1)驱动肝癌发生的新机制。研究人员结合生物信息学分析(ICGC数据库)、多组学技术(RNA-seq、ChIP-seq、甲基化芯片)和功能实验(线粒体形态成像、代谢流分析),发现:
?HELLS-MIEF1轴的致癌特性
通过肝癌患者样本分析发现HELLS与MIEF1表达正相关且预示不良预后。shRNA敲低实验证实MIEF1缺失可抑制肝癌细胞增殖、迁移和裸鼠成瘤能力,而过表达则逆转表型,确立MIEF1为新型癌基因。
?线粒体动态与能量危机
共聚焦显微镜和电镜显示HELLS/MIEF1敲低导致线粒体超融合(面积增加40%),伴随ATP产量下降和AMPK磷酸化激活。线粒体融合诱导剂BGP-15模拟该表型,证实能量代谢紊乱直接诱发细胞衰老。
?表观遗传级联反应
ChIP-seq揭示HELLS缺失导致H3K9me3在基因组热点区域富集,机制上通过上调组蛋白甲基转移酶SUV39H1(2.5倍)实现。全基因组甲基化分析发现2600个高甲基化位点,多位于异染色质区,形成"表观遗传锁"稳定基因组。
?基因组稳定性调控
ROS检测和彗星实验显示HELLS-MIEF1抑制使DNA损伤减少60%,γH2AX水平下降。关键发现是线粒体形态异常通过降低ROS间接影响核内表观修饰,建立"线粒体-表观遗传"双向调控轴。
该研究创新性提出HELLS-MIEF1轴通过三重机制(代谢调控、表观修饰、基因组稳定)驱动肝癌进展。临床转化方面,靶向该通路的小分子(如SUV39H1抑制剂Chaetocin)或可成为"表观遗传-代谢"双靶点疗法。理论层面,首次揭示染色质重塑因子直接调控线粒体蛋白的跨细胞器对话模式,为癌症研究开辟新视角。
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