【導(dǎo)讀】刺猬（Hh）信號(hào)通路在調(diào)節(jié)胃腸道適當(dāng)組織形態(tài)發(fā)生和器官形成方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其失調(diào)與結(jié)直腸癌的惡性進(jìn)展密切相關(guān)。

7月7日，南昌大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Cell Death&Disease》上發(fā)表了研究論文，題為“LncRNA HOTTIP modulated by Hedgehog signaling drives colorectal cancer progression by promoting HUWE1-mediated ubiquitin?proteasome degradation of p53”，本研究中，研究人員報(bào)告稱(chēng)，lncRNA HOTTIP是一種新型的 Hh 目標(biāo)基因和 Hh 信號(hào)通路效應(yīng)因子。lncRNA HOTTIP 的過(guò)表達(dá)促進(jìn)了結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖和腫瘤生長(zhǎng)，而 HOTTIP 基因敲除則在體外和體內(nèi)產(chǎn)生了相反的效果。從臨床角度來(lái)看，在結(jié)直腸癌組織中檢測(cè)到高水平的長(zhǎng)鏈非編碼 RNA（lncRNA）HOTTIP，且其與結(jié)直腸癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。綜上所述，本研究結(jié)果表明，作為 Hh 信號(hào)通路新效應(yīng)因子的 lncRNA HOTTIP，通過(guò)促進(jìn) HUWE1 依賴(lài)的泛素 - 蛋白酶體降解 p53，從而推動(dòng)結(jié)直腸癌的發(fā)展。這些發(fā)現(xiàn)揭示了 Hh-HOTTIP-p53 信號(hào)軸在結(jié)直腸癌進(jìn)展中的關(guān)鍵作用，并為結(jié)直腸癌的治療提供了潛在靶點(diǎn)。

https://www.nature.com/articles/s41419-025-07817-4

背景知識(shí)

01

結(jié)直腸癌是全球最常見(jiàn)的癌癥之一，其發(fā)病率和死亡率都很高。結(jié)直腸癌的腫瘤發(fā)生和進(jìn)展是極其復(fù)雜的過(guò)程，涉及多種因素的相互作用，如癌基因和抑癌基因的突變、慢性炎癥刺激以及信號(hào)通路的失調(diào)。然而，其潛在機(jī)制仍知之甚少。因此，識(shí)別結(jié)直腸癌相關(guān)基因并闡明結(jié)直腸癌細(xì)胞惡性行為的分子機(jī)制至關(guān)重要。

HOTTIP 過(guò)表達(dá)促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖

02

HOTTIP 已被確認(rèn)為一種癌基因，可促進(jìn)癌癥增殖和腫瘤發(fā)生。為了闡明其對(duì) Hh/GLI 信號(hào)依賴(lài)性生長(zhǎng)的生物學(xué)效應(yīng)，研究人員用慢病毒對(duì) HCT116 和 SW620 細(xì)胞進(jìn)行感染，以實(shí)現(xiàn) HOTTIP 的穩(wěn)定表達(dá)。采用包括 EdU 摻入、CCK8 和集落形成實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的多種檢測(cè)方法，來(lái)測(cè)試 HOTTIP 和 Hh 信號(hào)對(duì)細(xì)胞增殖的影響。用 GLI 拮抗劑 GANT61 處理后，EdU 陽(yáng)性細(xì)胞的比例、細(xì)胞活力和集落形成能力均降低，而 HOTTIP 過(guò)表達(dá)則加速了細(xì)胞生長(zhǎng)。值得注意的是，外源性 HOTTIP 表達(dá)顯著降低了 GANT61 的抑制作用，這表明 Hh 信號(hào)通過(guò) HOTTIP 依賴(lài)性途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖。

為探究 HOTTIP 過(guò)表達(dá)對(duì)細(xì)胞周期進(jìn)程的影響，研究人員采用成像流式細(xì)胞術(shù)分析細(xì)胞周期分布。研究顯示，GANT61 處理顯著增加了 G1 期細(xì)胞的比例，并阻止細(xì)胞進(jìn)入 S 期，從而抑制細(xì)胞增殖。然而，HOTTIP 過(guò)表達(dá)顯著減弱了 GANT61 對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用，使細(xì)胞從 G1 期向 S 期的轉(zhuǎn)變速度加快。S 期細(xì)胞數(shù)量增加，這表明 GANT61 誘導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯減少，細(xì)胞增殖增強(qiáng)。這些結(jié)果表明，HOTTIP 在挽救 GANT61 誘導(dǎo)的增殖缺陷中起關(guān)鍵作用，并作為 Hh/GLI 信號(hào)通路在結(jié)直腸癌增殖中的下游效應(yīng)因子發(fā)揮作用。

敲除或敲低 HOTTIP 可抑制 Hh/GLI 信號(hào)誘導(dǎo)的結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖

03

接下來(lái)，研究人員研究了 HOTTIP 基因敲除和敲低對(duì) Hh/GLI 信號(hào)通路依賴(lài)性結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖的影響。研究人員通過(guò)將 CRISPR/Cas9 構(gòu)建體轉(zhuǎn)染到 HT-29 細(xì)胞中生成了 HOTTIP 基因敲除細(xì)胞，而 DLD-1 細(xì)胞則用于穩(wěn)定敲低。HOTTIP 基因敲除或敲低降低了 EdU 陽(yáng)性細(xì)胞的比例，降低了細(xì)胞活力和集落形成能力。SAG 對(duì) Hh 信號(hào)的激活促進(jìn)了細(xì)胞增殖，然而 HOTTIP 基因敲除或敲低阻斷了這種調(diào)節(jié)作用。細(xì)胞周期分析表明，SAG 處理顯著增加了 S 期細(xì)胞的比例，減少了 G1 期細(xì)胞的數(shù)量，對(duì) G2 期細(xì)胞數(shù)量沒(méi)有顯著影響，從而導(dǎo)致細(xì)胞增殖增加。然而，在 HOTTIP 基因敲除或敲低后，SAG 對(duì)細(xì)胞增殖的促進(jìn)作用減弱，S 期細(xì)胞數(shù)量顯著減少，G1 期細(xì)胞數(shù)量增加，G2 期細(xì)胞數(shù)量沒(méi)有顯著變化。此外，盡管 SAG 促進(jìn)了 GLI2、FOXM1 和 BCL2 蛋白水平的升高，但 HOTTIP 基因敲除并未對(duì)其表達(dá)產(chǎn)生影響。綜合來(lái)看，這些結(jié)果表明 HOTTIP 的缺失顯著削弱了 Hh/GLI 信號(hào)激活介導(dǎo)的結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖。

敲除 HOTTIP 可抑制 Hh 信號(hào)誘導(dǎo)的結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖

參考資料：

https://www.nature.com/articles/s41419-025-07817-4

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