浙江
腫瘤缺氧環境一直被認為是驅動肝癌細胞去分化、喪失正常肝細胞功能的重要原因，但其中的分子開關和細胞器層面的調控機制長期未能闡明。2026年6月10日，西安交通大學健康科學中心藥學院張彥民教授團隊完成了題為《RNF126 is a peroxisomal fate switch enabling redifferentiation therapy in hepatocellular carcinoma》的研究，發表于《美國國家科學院院刊》。該工作通過CRISPR篩選和藥物研發，首次鑒定出E3泛素連接酶RNF126是連接缺氧信號與過氧化物酶體降解的關鍵節點，并開發出能夠迫使肝癌細胞重新分化的小分子抑制劑。
在這項研究中，團隊利用全基因組CRISPR/Cas9敲除文庫在缺氧條件下對肝癌細胞進行了兩輪功能篩選。他們發現RNF126基因的缺失能夠最顯著地恢復白蛋白分泌這一肝細胞分化標志。進一步分析臨床數據庫和肝癌組織樣本證實，RNF126在腫瘤組織中高表達，并且與患者不良預后和缺氧響應通路評分呈正相關。缺氧條件下，轉錄因子HIF-2α直接結合到RNF126啟動子上的缺氧應答元件，激活了RNF126的轉錄。過表達HIF-2α足以誘導RNF126上升，而HIF-2α抑制劑Belzutifan則能有效阻斷這一過程。
RNF126蛋白究竟通過什么機制削弱肝細胞的分化特征？電子顯微鏡和WB實驗回答了這一問題。RNF126過度表達會促使細胞形成包裹過氧化物酶體的自噬樣的結構，同時伴隨著自噬受體SQSTM1的下降和LC3-II/I的比值升高，而過氧化物酶體膜蛋白ABCD3和基質蛋白過氧化氫酶的水平則顯著降低。隨后，作者用溶酶體抑制劑巴弗洛霉素A1處理則能夠逆轉RNF126引起的過氧化物酶體數量減少的現象。因此，這些證據表明，RNF126實質上是缺氧誘導下啟動過氧化物酶體選擇性自噬（即pexophagy）的執行者。
研究團隊做了免疫共沉淀聯合質譜分析進一步鎖定了RNF126的直接底物過氧化物酶體膜轉運蛋白ABCD3。隨后發現RNF126通過其E3連接酶活性，在ABCD3的第209位賴氨酸上添加泛素鏈，進而招募自噬受體SQSTM1將過氧化物酶體導向溶酶體降解。研究團隊將ABCD3的K209突變為精氨酸后，該突變體不再被RNF126泛素化，也無法在缺氧條件下被降解，肝癌細胞因此保留了過氧化物酶體并維持了白蛋白分泌功能。作者進一步進行了代謝組學分析顯示，RNF126介導的過氧化物酶體丟失導致了超長鏈脂肪酸（C26:0、C24:0、C22:0）的顯著堆積，這種脂質代謝紊亂與過氧化物酶體生物發生缺陷患者的表型是高度一致的。
基于上述研究結果探索出的機制，研究團隊通過虛擬篩選從160余萬個小分子中找到了一個名為D665-1412的RNF126特異性抑制劑。該化合物能夠劑量依賴性地抑制RNF126的自泛素化及其對ABCD3的泛素化修飾，同時促進RNF126自身的蛋白酶體降解。在缺氧條件下，D665-1412的處理恢復了過氧化物酶體蛋白的表達和過氧化氫酶的活性，減少了溶酶體中Keima-SKL報告熒光的積累，證明其有效阻斷了pexophagy。
最后，團隊在肝癌原位移植瘤小鼠模型中進行測試，口服D665-1412顯著則抑制了腫瘤生長，降低了肝臟系數和超長鏈脂肪酸水平，并且沒有觀察到明顯的全身毒性。用免疫組化染色確認了藥物處理后腫瘤組織中RNF126表達降至接近正常肝組織的水平，ABCD3和過氧化物酶體生物發生因子PEX5則得到恢復。這一研究不僅揭示了HIF-2α-RNF126-ABCD3軸作為缺氧驅動肝癌去分化的核心通路，也為實體瘤的再分化治療提供了一個可口服、高選擇性的藥物候選分子。
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