《Molecular Cell》是一本旨在發表細胞生物學、分子生物學及相關交叉領域的突破性原創研究與權威綜述，是該領域國際公認的核心期刊之一。該期刊創刊于1997年，由CELL PRESS出版商出版，出版周期Semimonthly。

影響因子：16.6

期刊ISSN：1097-2765

分區：中科院1區。

發文量：329/年

自引率：4.10%

平均審稿速度： 約1月

一、 研究背景

腫瘤抑制蛋白p53在維持基因組完整性和抑制腫瘤發生中發揮著核心作用，它主要通過轉錄調控參與細胞周期調控和DNA損傷修復的基因來實現其功能。當細胞遭受不可逆損傷時，p53可觸發多種形式的程序性細胞死亡以清除這些細胞，例如其促凋亡功能已被充分證實。近年來，p53也被發現是鐵死亡的關鍵調節因子。

銅死亡是一種新近被發現的、依賴于銅并主要影響依賴線粒體代謝的細胞的細胞死亡形式。已有多想研究提示p53可能在調控銅死亡中扮演角色。首先，p53是重要的糖酵解調節因子，它抑制糖酵解但促進TCA循環和氧化磷酸化。其次，p53可能促進鐵硫簇的生物合成，而鐵硫簇在銅死亡過程中會發生降解。最后，p53還控制著谷胱甘肽的生物合成，后者不僅是有效的抗氧化劑，也是天然的銅螯合劑。盡管上述研究暗示了p53與銅死亡之間可能存在聯系，但p53如何控制銅死亡以及參與此過程的具體因子仍不清楚。

二、 研究結果

1、 circFRMD4A的鑒定與特征

研究人員對野生型 p53 陽性 CAL51 細胞經 5-FU、順鉑或 Nutlin-3 處理后行表達芯片分析，發現 1165 種 200-1000 核苷酸的 circRNA 顯著上調（p<0.05），其中 hsa_circ_0004183（命名為 circFRMD4A）在三種野生型 p53 細胞系中均被 Nutlin-3 誘導上調；臨床結果提示，其在結直腸癌、乳腺癌組織中低表達，與結直腸癌患者不良預后相關，且 p53 野生型樣本中表達更高；基因組分析證實其由 FRMD4A 外顯子 16-21 反向剪接形成，經測序等驗證為環狀結構，具備抗 RNase R 降解、穩定性高、定位于細胞質等 circRNA 典型特征。

2、 p53對circFRMD4A的調控機制

研究人員發現p53能夠轉錄激活其靶基因FRMD4A的表達，從而增加circFRMD4A的水平 。染色質免疫沉淀和熒光素酶報告基因實驗證實，p53通過結合FRMD4A啟動子區域的一個特定反應元件來發揮這一作用 。RNA結合蛋白EWSR1通過結合circFRMD4A側翼的內含子序列，促進了其環化形成 。

3、 circFRMD4A的腫瘤抑制功能

研究人員通過體內外敲低和過表達circFRMD4A發現，circFRMD4A 是結直腸癌和乳腺癌的抑癌因子，過表達時可抑制癌細胞增殖、集落形成、遷移和侵襲，促進癌細胞凋亡，并在體內抑制腫瘤生長；敲低circFRMD4A時促進癌癥進展，且其功能不影響宿主基因 FRMD4A 的表達。

4、 p53通過circFRMD4A提高對銅死亡的敏感性

研究人員發現circFRMD4A過表達能增強癌細胞對Elesclomol誘導的銅死亡的敏感性，而敲低circFRMD4A則產生抵抗。p53激活帶來的銅死亡敏感性增加部分依賴于circFRMD4A。circFRMD4A直接結合PKM2蛋白的A1和B結構域，抑制其四聚體化，從而降低PKM2激酶活性。這導致磷酸烯醇式丙酮酸積累、丙酮酸和乳酸減少，同時TCA循環中間產物檸檬酸增加，實現了糖酵解通量向線粒體代謝的重定向。而過表達PKM2可以逆轉p53激動劑Nutlin-3帶來的銅死亡增敏效果。

5、 Elesclomol與p53激動劑協同抑制腫瘤生長

研究人員發現 p53 激活可增強癌細胞對 Elesclomol 誘導的銅死亡的敏感性，進而評估藥物聯合效果：Elesclomol 與 p53 激動劑（Nutlin-3、APG-115）聯合時，協同抑制結直腸癌和乳腺癌細胞生長（CI<1），而與順鉑、5-FU 聯合無協同作用；體內實驗中，APG-115 與 Elesclomol 聯合對結直腸癌的抑制效果顯著優于單獨用藥，并且不良反應可耐受，提示該聯合具有癌癥治療潛力。

三、 總結

該篇文章首次揭示p53 通過特異性結合 FRMD4A 基因啟動子區的 p53-RE3 元件，轉錄激活 FRMD4A 的表達，在 RNA 結合蛋白 EWSR1的協助下，生成環形 RNA circFRMD4A。circFRMD4A 作為關鍵效應分子，一方面可直接結合糖酵解關鍵酶 PKM2 的 N 端、A1 及 B 結構域，抑制其活性四聚體的形成，進而介導代謝重編程，具體表現為抑制腫瘤細胞糖酵解過程、降低乳酸生成，同時將代謝通量轉向TCA循環，進而增強線粒體代謝；另一方面通過該代謝重編程過程，下調銅死亡核心調控分子 FDX1 的表達，提升癌細胞對 Elesclomol 的敏感性，最終介導代謝重編程與銅死亡的雙重抗腫瘤效應。