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文献解读:POU3F3 磷酸化调控ATP生成促进非小细胞肺癌的增殖

2026-07-14     来源:本站     点击次数:111

在全球范围内,肺癌长期位居恶性肿瘤发病率和死亡率首位,已成为全球公共卫生领域亟待应对的重大挑战。自20世纪20年代德国科学家奥托·瓦博格提出“即使在氧气充足条件下,肿瘤细胞仍优先依赖糖酵解而非高效的氧化磷酸化途径获取能量”这一现象(即Warburg效应)以来,有氧糖酵解已被广泛视为癌症的重要代谢特征。然而,近年来的研究发现,在糖酵解活跃的同时,OXPHOS亦常被异常激活,并为包括NSCLC在内的多种侵袭性肿瘤提供代谢优势,促进细胞增殖、转移及耐药性的形成。

此外,靶向OXPHOS通过抑制ETC已在癌症治疗中展现出良好的临床前疗效。尽管如此,NSCLC中代谢重编程的具体特征及其OXPHOS驱动疾病进展的分子机制仍有待深入阐明。


0前言
近日,暨南大学范骏、戴勇,南京市第一医院周丹阳团队联合报道了八聚体结合蛋白家族成员POU3F3通过促进NSCLC细胞中ATP合成酶亚基ATP5PF的转录及随后的ATP生成,促进了NSCLC的增殖。相关研究成果发表在Advanced Science上

0研究内容
靶向氧化磷酸化(OXPHOS)通过抑制电子传递链(ETC)在癌症治疗的临床前模型中已展现出显著疗效。尽管有氧糖酵解是肿瘤代谢的经典特征,但越来越多的研究表明,即使在糖酵解活跃的背景下,OXPHOS 仍常被上调,并在多种侵袭性肿瘤(包括非小细胞肺癌,NSCLC)中为细胞增殖、转移及耐药性提供关键代谢支持,然而其背后的分子调控机制尚不明确。

本研究发现,在携带RAS突变的NSCLC细胞系中,含POU结构域的转录因子POU3F3发生核转位,并在细胞核内激活ATP5PF(线粒体ATP合酶的关键亚基)的转录,进而促进ATP生成,显著增强NSCLC细胞的增殖与迁移能力。进一步研究表明,ERK1在细胞质中对POU3F3的S393位点进行磷酸化修饰,并依赖输入蛋白β1(importin β1)介导其入核转运。机制层面,整合RNA测序与染色质免疫沉淀(ChIP)实验的结果证实,核定位的POU3F3可直接结合ATP5PF基因启动子区域,驱动其转录上调,从而提升ATP合成水平。

综上所述,本研究揭示了一条由RAS-ERK1-POU3F3-ATP5PF构成的新型信号轴,在NSCLC进展中发挥关键作用,为深入理解肿瘤代谢重编程的分子基础提供了新的理论依据。
 


0实验方法
本研究在NSCLC细胞系H1299和A549中分别敲除POU3F3后,添加线粒体底物丙酮酸(pyruvate)、苹果酸(malate)和谷氨酸(glutamate)。采用digitonin温和透化细胞膜后,依次加入ADP和琥珀酸(succinate),以激活线粒体复合物Ⅰ与复合物Ⅱ,并通过细胞耗氧率评估其功能活性;随后加入解偶联剂FCCP,检测细胞的最大呼吸能力。最后,加入复合物Ⅰ抑制剂鱼藤酮(rotenone)与复合物Ⅲ抑制剂抗霉素A(antimycin A),阻断线粒体电子传递链,测定残余氧耗并作为非线粒体呼吸本底值予以扣除。

0研究结果
研究结果表明,与阴性对照组相比,POU3F3敲除细胞中线粒体复合物Ⅰ和复合物Ⅱ的活性显著降低,且细胞的最大呼吸能力亦明显下降。
 

0结论
在NSCLC中,POU3F3呈高表达,并显著促进NSCLC细胞的OXPHOS水平及后续ATP生成,为肿瘤细胞的增殖与迁移提供了必要的能量支持。本研究从能量代谢角度深入解析了NSCLC细胞增殖的分子机制,为相关药物靶点的开发奠定了理论基础。

文章链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39932442/

文章来源——暨南大学基础医学与公共卫生学院李乐
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