今天跟大家分享的是十二月份发表在Frontiers in Oncology (IF: 4.137)杂志上的一篇文章，这是一篇关于LDHA与口腔鳞状细胞癌的研究。该工作首先利用生信分析预测了LDHA的功能，并通过体内外实验对该基因的功能进行验证，并利用药物（草酸盐）对LDH进行靶向调控，推测潜在的癌症治疗药物。LDHA Promotes Oral Squamous Cell Carcinoma Progression Through Facilitating Glycolysis and Epithelial–Mesenchymal TransitionLDHA通过促进糖酵解和上皮-间质转化促进口腔鳞状细胞癌的发展有氧糖酵解是癌细胞中能量代谢的主要途径。通过增加乳酸的产生为肿瘤的发展和转移提供能量。乳酸脱氢酶A（lactate dehydrogenase A, LDHA）通过催化丙酮酸向乳酸的转化来促进糖酵解过程。尽管LDHA在多种癌症中均表现出致癌作用，但其在口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）中的作用机制仍不清楚。研究发现，LDHA在OSCC组织和细胞系中均表现出过表达，并且与OSCC患者的总体生存率显著相关。使用加权基因共表达网络（WGCNA）分析发现上皮-间质转化（EMT）密切相关。敲除LDHA抑制EMT、增殖、迁移和侵袭。此外，LDHA的敲除抑制了体内肿瘤的生长。综上，LDHA通过促进糖酵解和EMT来促进OSCC恶性进展，且LDHA可能作为潜在的癌症治疗靶点。在89个OSCC病人和18个癌旁组织检测OSCC的表达，发现OSCC病人LDHA高表达（图1 A, B）。此外，LDHA表达和病理分化以及肿瘤分期相关（图1C, D），而与年龄、性别等并没有显著相关性（表1）。利用RT-qPCR实验证实了25个OSCC病人中LDHA的mRNA表达水平显著上调（图1E）。利用western blot发现LDHA蛋白水平也显著上调（图1F）。在不同OSCC细胞系同样发现LDHA相对正常组织上调（图1G）。在TCGA数据集中同样发现LDHA的上调（图1H）。生存分析发现LDHA的表达与生存负相关，即高表达LDHA样本伴随不良预后（图1I）。
利用WGCNA R包进行加权共表达网络的构建和分析（附图1）。首先进行基因和样本的筛选，再选择合适的软阈值（beta=6）进行网络构建，以及网络模块的挖掘。发现red模块的特征基因（eigengene）与LDHA基因显著相关。且red模块中的基因与LDHA共表达。接下来针对red模块进行后续分析。
对red模块中的基因进行GO和KEGG富集分析，GO富集分析发现基因富集在一些与细胞粘附相关的生物学过程（图2A）和一些ECM相关的细胞组分（图2B）。KEGG富集分析发现也富集在EM受体互作通路中（图2C）。
利用clusterProfiler包进行GSEA富集分析，发现LDHA高表达组的EMT通路显著激活（图2D）。推测LDHA可能通过影响细胞黏粘诱导EMT促进肿瘤发展。通过RT-qPCR发现，敲除LDHA检测EMT的marker基因（图2E, F）。发现LDHA与上皮表型呈负相关，与间充质表型呈正相关（图2G, H）。通过免疫组化同样得到验证（图2I）。利用TGF-β1处理48h诱导EMT，发现可以通过敲除LDHA得到逆转（图2J, k）5. LDHA敲除抑制OSCC细胞的有氧糖酵解、增殖、迁移和侵袭敲除LDHA可减少HSC3和SCC15细胞系的葡萄糖消耗和乳酸的产生（图3A, B）。LDHA的敲除抑制HSC3和SCC15细胞系的增殖能力（图3C, D）。LDHA的敲除抑制HSC3和SCC15细胞系的迁移和侵袭能力（图3E, F）。小鼠成瘤实验也表明，敲除LDHA有效抑制OSCC肿瘤生长（图3G-I）。
图3 敲除LDHA抑制OSCC的有氧糖酵解，增殖，迁移和侵袭利用草酸盐抑制LDH活性并检测OSCC细胞的生物学功能（图4A）。通过用各种浓度的草酸盐处理HSC3和SCC15细胞，以剂量依赖的方式减少葡萄糖的消耗和乳酸的产生（图4B, C）。此外，草酸盐以剂量依赖的方式抑制HSC3和SCC15细胞的增殖，迁移和侵袭（图4D-G）。
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