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01文章信息

发表杂志名称：Journal of Advanced Research

中文标题：SAE1 作为泛癌驱动因子及肝癌转移的关键调控因子

英文标题：SAE1 emerges as a pan-cancer driver and key regulator of HCC metastasis

影响因子：13

发表日期：2025 年 6 月 10 日

01研究概述

本研究旨在探究 SAE1 在肝细胞癌（HCC）转移中的作用。通过对 28 种泛癌亚型的 SAE1 表达分析，结合相互作用组分析、Co-IP、免疫荧光等方法及动物模型验证，发现 SAE1 在包括 HCC 在内的多种癌症中高表达且与较差预后相关，其通过增强 YY1 蛋白的稳定性和转录活性，招募 YY1 诱导 Wnt3a 转录，激活 Wnt 通路，从而促进癌细胞迁移和侵袭，表明 SAE1 可作为多种癌症的独立预后生物标志物，为治疗研究提供了潜在价值

01研究结果

图 1：SAE1 作为癌症富集的预后生物标志物的验证

作者对三种具有不同转移能力的 HCC 细胞系（Huh7、MHCC97L 和 HCCLM3）中 SUMOylation 通路的 23 个基因进行表达变化分析，发现 SAE1 与转移潜能的相关系数最高（图 1A）。在 28 种泛癌亚型中，对 SAE1 表达水平依赖的生存概率进行探究，通过将 SAE1 表达水平分为两组，发现 6 种亚型的生存率存在显著差异，其中与 HCC 相关的 C26 亚型差异最显著（图 1B-G）。在这 6 种泛癌亚型中鉴定出 142 个驱动基因，聚焦于至少在 3 种泛癌亚型中存在的 6 个驱动基因（TP53、PTEN、RB1、NFE2L2、CTNNB1 和 CDKN2A），发现 TP53 突变在所有 6 种亚型中均存在，且在 C26、C15、C8、C9 和 C27 中，高 SAE1 表达水平在 TP53 突变患者中显著富集，RB1、CTNNB1 和 CDKN2A 突变也可能影响 SAE1 表达水平（图 1H-N）。综上，SAE1 可作为独立的癌症富集预后生物标志物，且与致癌过程中的驱动基因存在潜在关联。

图 2：SAE1 表达上调与 HCC 患者不良预后的关联

作者通过 qRT-PCR 分析 50 对 HCC 及癌旁组织样本，发现 HCC 组织中 SAE1 表达显著升高（图 2A）；TCGA 肝癌数据也证实肿瘤中 SAE1 表达高于正常组织（图 2B）。ONCOMINE 临床数据集分析显示，SAE1 表达与 HCC 血管侵袭相关（图 2C）；53 对 HCC 及癌旁组织的 IHC 分析同样显示肿瘤组织中 SAE1 免疫染色更强（图 2D）。Kaplan-Meier 生存分析表明，肿瘤中 SAE1 高表达与 HCC 患者更短的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）相关（图 2E）。单因素 Cox 回归分析发现多种临床病理因素与 OS 相关，多因素分析显示 SAE1 高表达等是 OS 较差的显著独立预后因素；对于 DFS，单因素分析显示 SAE1 高表达相关，多因素分析则证实高 AFP 水平和 SAE1 高表达是独立预后指标（图 2F-G）。TCGA HCC 数据集也显示 SAE1 高表达患者 OS 和 DFS 较差（图 2H）。由此可知，SAE1 表达增加是 HCC 患者预后较差的独立预测因子，其上调参与促进 HCC 进展和转移。

图 3：HCC 细胞中 SAE1 与 YY1 的相互作用

作者通过整合微阵列数据和 SAE1 蛋白质相互作用组分析筛选 SAE1 的潜在相互作用蛋白，在 HCC 细胞中鉴定出与 SAE1 共表达模式相似的 2840 个基因，结合 SAE1 抗体免疫沉淀联合质谱分析，得到 364 个 SAE1 富集蛋白，其中 72 个与 SAE1 共表达基因重叠，这些蛋白涉及多种生物学功能（图 3A-B）。聚焦 SAE1 共表达网络中的枢纽基因 YY1，证实 TCGA HCC 患者中 YY1 与 SAE1 共表达，且在泛癌亚型 C26、C8、C27 和 C15 中，SAE1 和 YY1 均高表达的患者生存期更短（图 3B-C）。Co-IP 实验显示，在 HCCLM3 和 MHCC97H 细胞中，SAE1 抗体可免疫沉淀 YY1，YY1 抗体也可下拉 SAE1；在 293T 细胞中共同表达 HA 标记的 SAE1 和 His 标记的 YY1，HA 抗体可下拉 His-YY1，His 抗体可下拉 HA-SAE1，证实 SAE1 与 YY1 在体内相互作用（图 3D-E）。免疫荧光显示，HA-SAE1 和 His-YY1 融合蛋白在 HCC 细胞中共定位于细胞核，内源性 SAE1 和 YY1 在 HCCLM3 和 MHCC97H 细胞核中也存在共定位（图 3F-G）。总之，SAE1 可在 HCC 细胞的细胞核中与 YY1 相互作用。

图 4：SAE1 增强 HCC 细胞中 YY1 的蛋白质稳定性和转录活性

作者发现 SAE1 过表达细胞中 YY1 蛋白水平显著增加，而 SAE1 敲低则导致 YY1 蛋白水平显著降低，但 YY1 的 mRNA 水平不受 SAE1 过表达或敲低的影响（图 4A，补充图 S7A-B）。用环己酰亚胺（CHX）处理抑制蛋白质翻译后，SAE1 过表达的 PLC 细胞中 YY1 的稳态水平升高，降解动力学显著减慢；SAE1 过表达促进 YY1 的 SUMO 化，共转染 E2 结合酶（Ubc9）和 SUMO1 后，SUMO 修饰的 YY1 条带更明显；且 SAE1 过表达的 PLC 细胞中 YY1 的泛素结合显著减少（图 4B-E）。此外，乙酰 - H3 抗体在 SAE1 过表达细胞中富集到更多 YY1，YY1 抗体也下拉到更多乙酰 - H3（图 4F-G）。上述结果表明，SAE1 与 YY1 的相互作用通过 SUMO 化阻碍 YY1 的蛋白水解降解，同时通过乙酰 - H3 增强其潜在的转录活性。

图 5：SAE1 介导的 Wnt3a 表达上调

作者分析 siYY1 处理的 M010817 黑色素瘤细胞和 siSAE1 处理的 HCCLM3 细胞的 RNA 测序数据，鉴定出 SAE1 和 YY1 敲低后的差异表达基因，通过基因集富集分析（GSEA）分别富集到 43 和 80 条通路，发现 13 条重叠通路，其中 Wnt 信号通路在 siSAE1-HCC 细胞和 siYY1 - 黑色素瘤细胞中显示出相似的富集分数（图 5A-C）。在 SAE1 敲低的 HCCLM3 细胞的 Wnt 通路显著差异表达基因中，仅 Wnt3a 在 SAE1 敲低和过表达细胞中均通过 qPCR 验证出一致的表达变化；SAE1 上调时，Wnt3a 蛋白水平也显著增加（图 5D-E）。HCC 组织中 Wnt3a 表达高于癌旁样本，且与 SAE1 表达呈正相关；泛癌 TCGA 数据分析显示，SAE1 和 Wnt3a 同时上调的患者在 C15 和 C26 中 OS 缩短（图 5F-H）。综上，SAE1 可上调 Wnt3a 的表达，且二者的表达关联对相关癌症患者的生存有影响。

图 6：SAE1 通过 YY1 结合增加 Wnt3a 表达

作者利用 JASPAR 数据库预测 Wnt3a 基因启动子中潜在的 YY1 结合位点，通过 ChIP 实验证实 YY1 在 Wnt3a 启动子上的假定结合位点位于转录起始位点相对 - 748 至 - 635 处；Alphafold3 建模显示 YY1 的 C 末端结构域（YY1-CTD）与 Wnt3a 启动子结合的置信度较高，且 YY1-CTD 与 Wnt3a 启动子特定序列存在氢键相互作用（图 6A-B）。SAE1 过表达增强 YY1 与 Wnt3a 启动子的结合，而 YY1 表达降低显著阻碍了这种增强作用；SAE1 敲低细胞中 YY1 与 Wnt3a 启动子的结合能力显著降低，且即使过表达 YY1 也无法逆转（图 6C-D）。修订后的包含 SAE1 和 YY1-CTD 乙酰化（赖氨酸 332）的 YY1-CTD:Wnt3a 启动子模型显示出更高的结合置信度，且 YY1 在其肽链的不同位置与 SAE1 和 Wnt3a 启动子结合；SAE1 过表达促进的 Wnt3a 表达增加可被 YY1 下调所挽救，但降低 SAE1 不能仅通过上调 YY1 来恢复 Wnt3a 表达（图 6B、E-G）。由此可见，SAE1 可招募 YY1 进而上调 Wnt3a 的表达。

图 7：SAE1 通过激活 Wnt3a 通路促进细胞迁移和侵袭

作者检测到 SAE1 过表达的 HCC 细胞中，Wnt 的三个已知靶基因 TBX3、GLUL 和 LRG5 的 mRNA 表达水平增加，而 SAE1 敲低则导致其水平降低，且 YY1 下调可抵消 SAE1 诱导的这些基因表达上调（图 7A-B）。在 SAE1 过表达的 Huh7 细胞中敲低 YY1，Transwell 实验显示细胞的迁移和侵袭能力增强被显著减弱（补充图 S11A-B）。使用特异性 Wnt3a 抑制剂 LGK-974 处理后，SAE1 过表达细胞的迁移和侵袭能力与对照细胞相似（图 7C-D）。在原位和尾静脉注射异种移植小鼠模型中，注射 SAE1 过表达细胞的小鼠原位转移显著增加，且 SAE1 过表达明显诱导 PLC 细胞的肺转移；HCC 组织样本中 SAE1 与 Wnt3a 表达呈正相关；HCC 类器官中过表达 SAE1 也诱导 Wnt3a 表达（图 7E-G，补充图 S13A-B）。综上，SAE1 表达增加可能通过激活 Wnt3a 通路促进 HCC 转移。

本研究聚焦 SAE1 在癌症中的作用，通过多种实验方法和数据分析发现，SAE1 在 28 种泛癌亚型中可作为富集的预后生物标志物，尤其在 HCC 中与较差预后相关。机制上，SAE1 与 YY1 在 HCC 细胞细胞核内相互作用，通过增强 YY1 的 SUMO 化、减少其泛素化来提高 YY1 的稳定性和转录活性，进而招募 YY1 诱导 Wnt3a 转录，激活 Wnt 通路，促进 HCC 细胞的迁移、侵袭和转移。该研究确立了 SAE1 作为多种癌症独立预后生物标志物的地位，揭示了其在 HCC 进展中的分子机制，为癌症治疗的转化研究提供了潜在靶点和新见解。