项目文章（IF：11.5）|LncRNA编码的微蛋白“APPLE”通过非经典机制驱动肝细胞癌进展

肝细胞癌（HCC）是全球最具威胁的恶性肿瘤之一。尽管早期诊断和治疗取得了进展，但起病隐匿、晚期疗效差，导致死亡率居高不下，HCC的分子机制复杂，仍亟需新的治疗靶点。近年来，长链非编码RNA（lncRNA）被发现在癌症中起关键调控作用。更深入的是，MAPK信号通路在超过75%的HCC病例中异常激活，却罕见于典型RAS/RAF突变，且现有靶向治疗效果有限，暗示存在非经典机制。

广医-广州生物院联合生科院张文亮教授团队在国际肿瘤学权威期刊《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》发表一项研究，揭示了ASH1L-AS1通过编码微蛋白APPLE抑制PP1/PP2A磷酸酶功能，从而阻断ERK1/2去磷酸化和非经典激活MAPK信号促HCC进展。这一机制有望为肝癌治疗提供全新策略和潜在靶点。爱基百客为该研究提供RNA-seq的技术支持。

作者通过分析TCGA数据，筛选出696个在肝癌中差异表达且具有翻译潜力的lncRNA，涉及23,775个ncORF，其中99个获高置信度验证。这些lncRNA编码的微蛋白广泛分布于细胞外、线粒体等区域，表达差异显著，提示其在肝癌发生中可能发挥功能并具备生物标志物潜力。

图1 与HCC相关的潜在可翻译lncRNA的鉴定

研究发现，在肝癌（HCC）中，lncRNA ASH1L-AS1的表达显著高于癌旁组织，且其表达水平随疾病进展逐渐上升，与患者不良预后密切相关。该分子在女性患者中表达更高，并与雌激素受体ESR1呈负相关，与ESR2呈正相关，提示其可能参与性别相关的肝癌发生机制。此外，ASH1L-AS1高表达与免疫细胞浸润模式改变相关，尤其抑制CD8⁺T细胞和巨噬细胞浸润，可能促进免疫逃逸。多组学数据分析显示，ASH1L-AS1在部分患者中存在基因扩增和结构变异，并与肿瘤突变负荷相关，但不直接关联RAS突变。综合表明，ASH1L-AS1是具有潜力的HCC诊断和预后生物标志物。

图2 ASH1L-AS1编码微蛋白APPLE并与HCC进展密切相关

为了验证ASH1L-AS1是否编码APPLE微蛋白，作者进行了体外过表达实验，发现lncRNA ASH1L-AS1在肝癌细胞中可编码一个约15 kDa的微蛋白APPLE，且其在肝癌组织中显著高表达。功能实验表明，过表达APPLE能够显著增强肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭能力，并上调肿瘤标志物AFP和PCNA的表达；而突变其起始密码子后则无此效应。相反，敲低APPLE可抑制上述恶性表型。这些结果证明ASH1L-AS1是通过编码APPLE微蛋白而非RNA本身来促进肝癌进展。

图3 ASH1L-AS1编码的APPLE微蛋白过表达促进HCC进展

图4 ASH1L-AS1的敲除抑制HCC进展

研究发现，lncRNA ASH1L-AS1编码的微蛋白APPLE通过激活MAPK信号通路驱动肝癌（HCC）进展。RNA-Seq及实验验证表明，APPLE过表达可显著促进HCC细胞增殖、迁移和侵袭，并上调肿瘤标志物AFP和PCNA的表达，同时增强ERK1/2的磷酸化水平；而突变其起始密码子则无此效应。分子机制研究表明，APPLE直接与ERK1/2及磷酸酶PP1/PP2A的多个亚基相互作用，抑制其对ERK1/2的去磷酸化作用，从而持续激活MAPK信号。使用ERK1/2抑制剂SCH772984可有效逆转APPLE介导的恶性表型。这些结果充分证明ASH1L-AS1/APPLE通过非经典方式——即抑制磷酸酶而非激活激酶——维持ERK1/2磷酸化，进而促进HCC发展。

图5 RNA-Seq分析揭示APPLE过表达增强HCC细胞中的MAPK信号传导

图6 抑制ERK1/2逆转APPLE过表达在HCC细胞中的致癌作用

图7 APPLE与ERK1/2和PP1/PP2A磷酸酶相互作用以调节ERK1/2磷酸化

作者通过生物信息学分析与实验验证，表明E2F1在肝癌中与ASH1L-AS1表达呈正相关，且直接结合于ASH1L-AS1启动子区-300bp至-290bp段，激活其转录。敲低E2F1可显著降低ASH1L-AS1及其编码的微蛋白APPLE的表达水平，并抑制ERK1/2磷酸化，进而减弱肝癌细胞的增殖和侵袭能力。这些结果揭示E2F1通过转录激活ASH1L-AS1-APPLE-MAPK信号轴，在肝癌进展中发挥重要推动作用。

图8 转录因子E2 F1与ASH1L-AS1启动子结合调节APPLE表达并增强ERK1/2磷酸化以促进HCC进展

作者通过药物敏感性分析发现，在E2F1/ASH1L-AS1/ERK1/2信号轴高表达的肝癌患者中，220种治疗组合显示出更低的IC50值，提示其药物敏感性增强。其中前10种最具潜力的组合，与该轴各成分表达呈显著负相关，可能对该类患者尤为有效。相反，另有31种组合呈现潜在耐药性。该研究为针对该信号通路的精准治疗策略提供了理论依据。

图9 HCC中靶向E2F1-ASH1L-AS1-APPLE-ERK1/2轴的潜在治疗剂的鉴定

本研究首次系统阐明lncRNA ASH1L-AS1编码的致癌微蛋白APPLE通过非经典机制驱动肝细胞癌（HCC）进展。APPLE直接与ERK1/2及磷酸酶PP1/PP2A相互作用，抑制ERK1/2去磷酸化，从而持续激活MAPK信号通路，促进肿瘤增殖、侵袭及转移，且该作用不依赖于RAS突变状态。上游转录因子E2F1被证实可直接激活ASH1L-AS1的转录表达。此外，APPLE高表达与免疫抑制微环境及雌激素受体调控相关，提示其多重生物学功能。