脂质组学助力解密TRIM21：调节SREBF1抑制RCC脂质代谢过程

RCC患者的癌和癌旁组织，小鼠模型、RCC细胞系

考虑到RCC细胞内的脂质异常积累，作者使用脂肪酸（FA）氧化应激检测试剂盒来评估TRIM21在细胞模型中敲低时对FA的依赖性。在该实验中，使用能够抑制肉碱棕榈酰转移酶1a（CPT1a）活性进而抑制FA氧化的小分子抑制剂Etomoxir作为阳性对照。结果表明，当TRIM21在细胞系中被敲低后，Etomoxir干预对最大呼吸能力几乎没有影响，证明TRIM21缺乏减轻了RCC细胞对FA的依赖性。

上述结果表明当细胞内缺乏TRIM21时，FA不被线粒体消耗，因此其去向引起了作者的关注。脂滴（LDs）是保守的动态细胞器，可以储存和动员FAs和其它脂质分子，之前的研究也已经证明了RCC细胞的特征之一即为LDs堆积。采用油红O染色法和尼罗红染色法研究RCC细胞中LDs的含量，发现当敲低TRIM21后LD含量显著增加，而过表达TRIM21则降低LD含量。

为了进一步阐明TRIM21减少脂质含量的生物学现象，作者对TRIM21过表达组和对照组的RCC细胞进行了非靶脂质组学分析。组学结果首先证明了两组间存在显著的脂质分子表达差异，亚类差异分析表明TG、DG、ChE在TRIM21过表达细胞中的含量显著下降。这些结果进一步验证了TRIM21减少RCC细胞脂质积累的能力。

进一步通过qPCR和WB实验探索TRIM21调控脂质含量的机制，发现，当TRIM21被敲低或过表达时，参与脂质合成和分解的一些关键代谢酶的mRNA和蛋白质水平发生变化。其中SREBF1在转录水平未发生变化，而在蛋白质水平受TRIM21的显著调控，意味着TRIM21可能通过调节蛋白质稳定性来降低SREBF1的蛋白质含量，并且TRIM21可能以SREBF1依赖性方式抑制脂质代谢。

为了证明上述论点，作者首先通过免疫沉淀法（IP）证明了TRIM21与SREBF1存在互作；其次继续确定了TRIM21过表达能够增加SREBF1的泛素化修饰水平；接着基于TRIM21的不同截短蛋白证明了SPRY结构域主要是TRIM21与SREBF1相互作用所必需的；最后IP分析进一步证实，由TRIM1诱导的SREBF21泛素化主要通过K63链发生。以上实验证明了TRIM21主要通过SPRY结构域与SREBF1互作，将K63-泛素递送至SREBF1，致蛋白酶体对SREBF1的识别和降解，能进一步减弱RCC细胞的脂质生成。

上述结果虽阐明了TRIM21调控SREBF1蛋白水平变化的分子机制，然而TRIM21调控RCC细胞脂质的产生是否取决于SREBF1表达量的这一问题仍不得而知。作者在同时敲低/过表达SREBF1和TRIM21后，通过细胞荧光强度和吸光度法检测细胞中脂滴的含量。结果表明，SREBF1敲低逆转了TRIM21敲低引起的脂滴含量增加，并且SREBF1过表达也逆转了TRIM21过表达诱导的脂滴含量降低的现象。这些结果表明，TRIM21对RCC细胞脂质代谢的调节作用主要依赖于SREBF1。

使用小鼠模型检测荧光表达并用油红O染色以检测脂滴含量。结果与细胞模型数据一致：与对照组相比，TRIM21过表达组肿瘤生长速度降低且油红O染色减少；SREBF1过表达组肿瘤生长速度加快且油红O染色增加；TRIM21+SREBF1过表达组的肿瘤生长速度及油红O染色同对照组相当。这些结果进一步证明了TRIM21在体内可以通过调节SREBF1的表达来抑制脂质代谢。

TCGA数据库的分析结果表明，低TRIM21表达伴随着高SREBF1表达，代表高危人群。TRIM21-SREBF1表达对于患者的10年生存期的预测AUC为0.725，表明TRIM21和SREBF1可能是RCC预后的可靠生物标志物。

作者同样检测了239名RCC患者癌组织中TRIM21和SREBF1的表达水平，并进一步检查了它们的相关性和临床意义。发现，低TRIM21表达与肿瘤大小、淋巴结转移和远处转移呈显著正相关，高SREBF1表达与肿瘤大小、淋巴结转移和远处转移呈显著负相关。此外，SREBF1与TRIM21在癌组织中的表达呈负相关，低TRIM21和高SREBF1水平的患者表现出最差的OS。这些资料表明，这两种分子的联合检测可能在RCC中具有可靠的预后价值。