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题目：SLC4A4是前列腺癌恩杂鲁胺耐药的新驱动因子
杂志：Cancer Letters（IF=9.1）
研究背景
雄激素受体信号抑制剂(ARSI)恩扎鲁胺(Enz)在晚期前列腺癌(PCa)的治疗中显示出关键的疗效。然而，耐药性的发展是导致前列腺癌患者死亡的重要因素。该研究旨在探索Enz耐药的关键机制。
研究思路
该研究首先通过分析GEO数据库，确定SLC4A4是Enz抗性的新驱动因素。然后通过体内外实验检测SLC4A4调节Enz耐药的作用。通过scRNA-seq数据鉴定SLC4A4相关转录模式，利用hdWGCNA鉴定SLC4A4相关细胞模式及下游通路。最后探索SLC4A4调节Enz耐药的机制，长期Enz治疗导致SLC4A4上调，进而通过NF-κB/STAT3/SLC4A4轴介导P53的乳酸化，最终导致Enz耐药的发生和PCa的进展。
研究机制图
主要结果
1. SLC4A4与PCa的恩杂鲁胺耐药有关
基于ARSI敏感和耐药的细胞数据库和PCa数据集筛选ARSI耐药基因，结果显示，只有一个候选基因SLC4A4在PCa与良性样本中过表达，并随着ARSI耐药而上调。对TCGA数据进行了分析，发现SLC4A4在PCa样品中高表达。而且再次确认了SLC4A4在GSE70770的PCa样本中高表达并与预后不良相关。此外，还利用HPA数据库验证其蛋白表达，结果显示PCa组织中SLC4A4的表达显著增加。随后作者利用集落形成、EdU实验、裸鼠成瘤等体内外实验检测SLC4A4调节Enz耐药的作用，集落形成、EdU实验结果均显示PCa细胞中SLC4A4水平的增加导致了Enz抗性。动物实验发现，SLC4A4过表达的肿瘤体积更大，并且SLC4A4的过表达导致细胞增殖更多，凋亡更少（图1）。
图1：数据库筛选显示SLC4A4与PCa的恩杂鲁胺耐药有关
2. 通过scRNA-seq数据鉴定SLC4A4相关转录模式
图2：单细胞分析
3. hdWGCNA鉴定的SLC4A4相关细胞模式及下游通路
为了进一步确定SLC4A4相关的细胞模式和下游信号通路，作者对这些集群进行了hdWGCNA分析，合并模块相似性得到与SLC4A4-和SLC4A4+相关的四个模块。为了鉴定Enz耐药过程中涉及的关键基因，作者鉴定SLC4A4+细胞上调DEGs和hdWGCNA关键模块枢纽基因的共同基因，得到29个基因。随后，利用metscape对29基因进行基因富集分析。DisGeNET分析表明，枢纽基因与转移性去势抵抗性PCa和雄激素非依赖性PCa之间存在很强的相关性。此外，TRUST分析表明，这些共同枢纽基因极有可能受到转录因子AR、PGR、HIF1A和STAT3的调控（图3）。
图3：hdWGCNA分析
4. SLC4A4通过NF-κB/STAT3/P53信号改变Enz耐药
接下来探索SLC4A4调节Enz耐药的机制。作者之前的研究使用了ATAC-seq来检测Enz抗性PCa细胞的染色质可及性变化，发现Enz处理上调了LNCaP EnzR细胞中SLC4A4基因的染色质可及性，表明SLC4A4参与了对Enz处理的反应，并且SLC4A4启动子区域内存在表观遗传修饰的结合位点。上一步的TRUST分析已经显示SLC4A4可能受到转录因子STAT3的调控。因此，作者继续探索SLC4A4是否受到转录因子STAT3的调控，首先在JASPAR中搜索SLC4A4 启动子中的推定 STAT3 结合位点，序列分析发现了一个潜在候选位点。ChIP 分析表明，STAT3参与调节 PCa 细胞系中 SLC4A4 的表达。接下来，使用ChIP-qPCR检测了STAT3在SLC4A4基因启动子上对Enz处理的反应。结果表明，与WT细胞相比，EnzR细胞中STAT3与SLC4A4基因的结合有效增加。因此，初步证实了STAT3在PCa细胞中对SLC4A4启动子的转录调控。此外，先前的研究表明，NF-KB/IL-6/STAT3信号的激活可以使Enz负荷下的PCa细胞存活并导致恶性进展。因此，推测SLC4A4上调可能通过NF-xB信号激活来调节Enz抗性。结果显示，Enz处理后LNCaP细胞中SLC4A4和NF-xB/IL6/STAT3信号的表达均上调。
最近的研究表明，肿瘤细胞代谢改变可使P53乳酸化，并参与肿瘤发生。因此，作者随后使用scRNA-seq数据来评估SLC4A4+细胞中的糖酵解途径。随后的分析进一步证明了Enz处理下EnzR细胞糖酵解过程的上调，并且可以通过敲低SLC4A4进行修正。此外，STAT3敲低和SLC4A4敲低均表现出更高水平的P53靶基因P21和PUMA，表明SLC4A4功能可能调控P53。为了进一步证实这一点，作者检测了LNCaP细胞中的P53乳酸化。结果显示，Enz负荷下的EnzR细胞发生了显著的P53乳酸化，而SLC4A4的敲除恢复了这一作用（图4）。
图4：SLC4A4通过NF-κB/STAT3/P53信号改变Enz耐药
小结
这篇9分生信文章的性价比真的很高了，生信部分占比还是非常高的，但沾了一点乳酸化修饰的边，能发到9+Top期刊，乳酸化修饰有国自然和各路顶刊文章的加持，火热程度有目共睹，这可是个超棒的生信发文方向，千万不要错过！ps：如果你对乳酸化修饰分析感兴趣但不知道如何应用在自己的课题中，或者想个性化定制思路的朋友，欢迎直接联系馆长，专业团队为你量身打造最佳创新思路~
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