ZIP4促进H3K4me3修饰激活MYCN转录增强胆管癌细胞糖酵解

摘要

目的 探讨ZIP4在胆管癌中调控糖酵解的作用机制及对肿瘤进展的影响，为胆管癌的靶向治疗提供依据。方法 分析GEPIA数据库中ZIP4在胆管癌中的表达数据。采用免疫组织化学（immunohistochemistry,IHC）检测20对胆管癌及癌旁样本中ZIP4表达。构建ZIP4过表达（ZIP4-OE）稳转胆管癌细胞系，采用基因集富集分析筛选ZIP4-OE胆管癌细胞中的差异基因与通路。分别用小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)敲低ZIP4、MYCN和KMT2E，通过实时荧光定量反转录聚合酶链反应（real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction,qRT-PCR）检测糖酵解相关基因（Glut1、HK2和LDHA）的表达，通过细胞外酸化率（extracellular acidification rate,ECAR）检测糖酵解。使用克隆形成实验检测细胞增殖活性，Transwell实验检测细胞迁移活性，并构建异种移植小鼠模型评估ZIP4对胆管癌进展的影响。采用蛋白质印迹法检测ZIP4、KMT2E、H3K4me3和MYCN表达水平。结果 GEPIA数据库分析和IHC检测结果均证实，胆管癌组织中ZIP4表达水平明显高于癌旁组织（P<0.05）。与对照组相比，ZIP4-OE组ECAR显著升高（P<0.01），胆管癌细胞增殖和迁移活性显著增强（P<0.01）。ZIP4敲低的胆管癌细胞增殖和迁移活性下降（P<0.01）。GEPIA数据库分析显示，ZIP4上调癌基因MYCN表达，从而促进糖酵解相关基因转录。敲低MYCN后，ZIP4过表达上调的Glut1、HK2与LDHA基因表达下降，糖酵解作用减弱，胆管癌细胞增殖和迁移活性被显著抑制（P<0.05）。机制分析表明，ZIP4通过KMT2E引起H3K4me3水平升高，激活MYCN转录。敲低KMT2E抑制了ZIP4-OE胆管癌细胞内上调的H3K4me3水平，导致MYCN转录被抑制，胆管癌细胞增殖和迁移活性显著降低（P<0.05）。结论 ZIP4通过KMT2E上调H3K4me3修饰，招募转录因子激活癌基因MYCN转录，进而增强细胞糖酵解，促进胆管癌细胞增殖迁移。

关键词

胆管癌 / ZIP4 / 糖酵解 / 赖氨酸甲基转移酶2E / MYCN

基金资助

国家自然科学基金（82372832）; 上海自然科学基金（23ZR1459100,22ZR1457900,22ZR1457800）; 上海市科委重点项目（21JC1401202）; 上海市徐汇区卫生健康委员会项目（SHXH202306）