Advanced Science：彭丽团队揭示超级增强子相关lncRNA通过促进脂肪酸合成代谢加剧肝细胞癌进展

鉴定了一种新的长非编码RNA（lncRNA），FASRL，其表达由上游刺激因子1（USF1）通过结合其超级增强子驱动。

FASRL与乙酰辅酶A羧化酶1（ACACA）结合，增加脂肪酸的从头合成，在体内外促进肝细胞癌（HCC）进展。

FASRL、USF1和ACACA在HCC患者中高表达，其高表达分别与HCC患者的不良预后相关。

  研究背景：

肝细胞癌（HCC）的病理发展是一个复杂的多步骤过程。本团队先前的研究证实，长非编码RNA（lncRNA）HCCL5通过上皮-间充质转化（EMT）促进HCC的进展。目前需要进一步研究HCC的发病机制和治疗靶点。

脂质代谢失调是癌症中最突出的代谢表型之一。增加的脂质合成或摄取促进癌细胞的快速生长并诱导肿瘤形成。许多脂质来源于脂肪酸（FAs），FAs可以通过从头生物合成产生。肿瘤细胞中FAs积累可促进HCC的进展，相反，FA代谢的降低可以抑制HCC的增殖。然而，关于HCC中FA代谢调控相关的表观基因调控网络的认知还很有限。

长链非编码RNA（lncRNA）由RNA聚合酶II转录，这种转录活性可以由顺式作用元件如增强子和超级增强子以及反式作用因子如转录因子（TFs）调节。lncRNA通过与生物大分子（如DNA、mRNA和蛋白质）相互作用参与许多关键的癌症调控过程，从而在肿瘤的发生和发展中发挥调节作用。然而，大多数lncRNA功能还未被研究，lncRNA的特定表观基因调控网络在很大程度上尚不清楚。

超级增强子（SE）特异性地驱动包括lncRNA在内的基因表达，而紊乱的SE驱动的基因表达是肿瘤恶化的重要机制。研究人员首先通过染色质免疫沉淀测序（ChIP seq）在HCC中鉴定了一种新的SE相关LncRNA，命名为“FASRL”，探究FASRL表达的上游机制发现，上游刺激因子1（USF1）可以通过结合其SE来转录驱动FASRL的表达。

接着，研究人员探索了FASRL在体内外HCC中的功能。发现在体外，敲低FASRL可显著抑制HepG2和LM3细胞的生长、增殖、迁移能力。此外，敲低FASRL显著增加了细胞凋亡。相应的，注射低表达FASRL（shFASRL）HCC细胞的裸鼠相较于shNC组，HCC肿瘤更小，肿瘤生长速度更慢，肿瘤重量更低。shFASRL组的异种移植瘤组织中FASRL表达下调。敲低FASRL显著减缓了裸鼠中肿瘤细胞的增殖。这些结果表明，敲低FASRL可以减轻体内外HCC的肿瘤进展。

敲低FASRL抑制体外HCC进展

研究人员随后分析了FASRL的特定下游调节途径，基因集富集分析（GSEA）显示，敲低FASRL与HCC细胞中FA通路相关基因的表达显著负相关。在敲低FASRL表达的HCC细胞中，FA合成代谢途径相关基因的表达降低。随后在敲低FASRL的HCC细胞中进行的qRT-PCR和Western印迹实验验证了RNA-seq数据。进一步探究直接与FASRL相互作用的蛋白质发现，FASRL可与乙酰辅酶A羧化酶1（ACACA）结合，ACACA是一种FA合成限速酶，FASRL与ACACA结合并抑制其磷酸化，从而促进肝癌中FA的合成。

FASRL参与了HCC的脂肪酸代谢途径

肿瘤中的脂质可以为肿瘤细胞生长提供丰富的营养。因此，研究人员进一步探究了FASRL是否能促进肿瘤细胞中脂质的积累。使用稳定同位素¹³C6标记的葡萄糖来跟踪FA代谢，发现在敲低FASRL后，用¹³C标记的新合成的FAs显著减少，进一步表明FASRL干扰抑制了FA的从头合成。此外，在体内和体外，敲低FASRL表达可以减少HCC细胞中中性脂质的积累，这是HCC细胞生长缓慢的重要原因。

最后，研究人员探究了FASRL在人肝癌组织中的表达，发现FASRL、USF1和ACACA在HCC患者样本中均高表达，其高表达预示患者的总生存较差。

敲低FASRL抑制肝癌体内外脂质积累

综上所述，该研究鉴定了一种新的FA合成相关的lncRNA，FASRL，其表达由转录因子 USF1通过超级增强子驱动。FASRL通过与ACACA相互作用增加FA的生物合成，然后导致脂质积累，进而加剧HCC进展。FASRL可作为防治HCC的潜在靶点。