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Journal of Experimental & Clinical Cancer Research
E2F1-autophagy-ALDH1A1 axis在p53依赖性肺腺癌干细胞样细胞中增强自我更新和耐药性

2025-10-20

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该研究系统地揭示了E2F1通过调控自噬促进肺腺癌干细胞样细胞(LCSCs)自我更新和耐药性的分子机制,并构建了基于p53依赖性的信号轴模型,为肺癌干细胞相关机制研究和靶向治疗提供了新的理论依据。

 

文献概述
本文《E2F1-autophagy-ALDH1A1 axis enhances self-renewal and drug resistance of lung cancer stem-like cells in a p53-dependent manner》,发表于《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》杂志,回顾并总结了肺腺癌(LUAD)中癌症干细胞(CSCs)的自我更新、耐药性及其与自噬调控的关联。研究通过生物信息学、体外和体内实验,揭示E2F1通过自噬诱导ALDH1A1表达,从而增强LCSCs的致瘤性和耐药性。进一步分析表明,该调控轴以p53依赖的方式增强LCSCs的干性特征,为E2F1作为LUAD诊断标志物和治疗靶点提供了理论基础。

背景知识
肺腺癌(LUAD)是非小细胞肺癌(NSCLC)中最常见的亚型,具有无明显早期症状、高转移性及治疗耐药性,导致患者5年生存率低于20%。癌症干细胞(CSCs)具有自我更新、耐药性及强致瘤性,是肿瘤发生和进展的关键驱动因素。自噬作为细胞代谢过程,通过降解受损蛋白和细胞器,维持细胞稳态,但其在CSC中的作用复杂,既可促进也可抑制干性。E2F1作为转录激活因子,已被报道在多种癌症中促进干性,同时其功能在不同癌症类型中存在异质性。ALDH1A1是CSC标志物之一,其表达水平与耐药性及不良预后相关。尽管已有研究揭示自噬与CSC干性的关联,但其在肺腺癌中的具体机制仍不明确,因此该研究聚焦于E2F1如何通过自噬调控ALDH1A1,从而影响LCSCs的干性与耐药性,具有重要理论和临床转化意义。

 

提供基因编辑大小鼠模型,包括基因敲除、基因敲入、点突变等,适用于癌症相关基因功能研究、药物靶点验证及肿瘤免疫研究。

 

研究方法与实验
本研究通过构建人源LCSC细胞系,结合RT-qPCR、Western blot、流式细胞术、单克隆形成实验、CCK8细胞活力检测、裸鼠皮下移植等方法,系统分析LCSCs中自噬活性、干性基因表达、耐药性及致瘤性。同时,利用生物信息学分析筛选与干性相关的基因集,结合GSEA、GO富集分析、ATAC-seq等多组学方法,验证E2F1在自噬与干性调控中的关键作用。

关键结论与观点

  • LCSCs具有高自噬活性、强自我更新能力及耐药性,与正常LUAD细胞相比,其自噬相关基因(ATG5、Beclin1、LC3B)表达上调,p62表达下调。
  • E2F1在LUAD和LCSCs中表达上调,并通过自噬增强LCSCs的干性与耐药性,该过程受p53调控,p53缺失细胞(如H1299)中E2F1对自噬和干性无显著影响。
  • 自噬抑制(3-MA或Beclin1敲低)可显著降低A549 LCSCs的干性基因表达、单克隆形成能力及耐药性,而H1299细胞中无此效应。
  • ALDH1A1在LCSCs中高表达,其过表达可增强A549和H1299细胞的干性和耐药性;自噬抑制后ALDH1A1表达下调,而自噬激活可恢复其表达,表明ALDH1A1为自噬的下游效应基因。
  • E2F1通过自噬诱导ALDH1A1表达,从而增强LCSCs的干性与耐药性,该过程受p53蛋白水平调控,p53低表达或失活状态下,E2F1的促干性作用显著增强。
  • 在动物模型中,E2F1高表达显著促进肿瘤形成,且其表达与LUAD患者不良预后相关,提示其作为潜在生物标志物和治疗靶点的应用价值。

研究意义与展望
本研究首次系统揭示E2F1在LCSCs中通过自噬-ALDH1A1信号轴增强干性与耐药性的机制,为靶向该信号通路的治疗策略提供新思路。未来可进一步探索该信号轴在其他癌症类型中的保守性及其在临床转化中的应用潜力,如开发E2F1或ALDH1A1抑制剂用于LUAD的靶向治疗。

 

提供肿瘤细胞系及体内移植药效模型构建服务,涵盖肺癌、乳腺癌、肝癌等多种实体瘤,支持肿瘤微环境、耐药性及药效评价研究。

 

结语
本研究系统分析了E2F1在肺腺癌干细胞样细胞中的作用机制,发现其通过自噬诱导ALDH1A1表达,从而增强LCSCs的自我更新和耐药性,该过程依赖于p53状态。研究不仅揭示了E2F1作为LUAD生物标志物的潜力,也为开发针对自噬-ALDH1A1信号轴的靶向治疗策略提供了理论支持。此外,该研究整合了体外、体内及多组学分析,为癌症干细胞研究和精准医疗提供了新的分子靶点,具有重要的转化医学价值。

 

文献来源:
Jingyuan Li, Yiyu Chen, Jianyu Wang, Jiawen Xian, and Ting Ye. E2F1-autophagy-ALDH1A1 axis enhances self-renewal and drug resistance of lung cancer stem-like cells in a p53-dependent manner. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research : CR.
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E2F1自噬ALDH1A1肺腺癌干细胞耐药性p53依赖性信号轴

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