肝细胞癌（HCC）是全球发病率极高的恶性肿瘤之一。酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）的耐药性降低了其在HCC中的临床疗效。液-液相分离（LLPS）在应激颗粒（SGs）形成及肿瘤耐药中的功能逐渐受到关注。然而SGs的动力学调控及在HCC中代谢重塑机制尚不清楚。
近期，安徽省立医院刘连新教授团队在Nat.Cancer上发表了“RIOK1 phase separation restricts PTEN translation via stress granules activating tumor growth in hepatocellular carcinoma”的研究论文。揭示了非典型丝氨酸/苏氨酸激酶RIOK1通过液-液相分离形成应激颗粒SGs来抑制PTEN（一种抑癌基因）翻译并激活磷酸戊糖途径（PPP），从而驱动肝癌进展和TKI的耐药机制。拜谱生物为该研究提供了转录组学和医学高通量靶向代谢组学技术检测。
英文标题：RIOK1 phase separation restricts PTEN translation via stress granules activating tumor growth in hepatocellular carcinoma（Nature Cancer IF:23.5）
中文标题：RIOK1相分离通过应激颗粒抑制PTEN翻译，从而激活肝细胞癌的肿瘤生长
客户单位：安徽省立医院
拜谱提供技术：转录组学、医学高通量靶向代谢组学
研究材料：小鼠肿瘤组织
技术路线：
研究结果
RIOK1的高表达与HCC进展相关
对HCC细胞的激酶基因CRISPR筛选（图1a），整合来源于50对HCC肿瘤及其邻近组织样本的RNA测序、蛋白组学数据（图1b），确定RIOK1为候选基因（图1c-d）。WB、过表达和shRNA RIOK1进行验证，确定了RIOK1的表达与体内/外HCC细胞的生长相关（图1e-n）。RIOK1敲低后，衰老细胞数量显著增加，这表明出现了衰老相关异染色质焦点（图1o-q），提示着细胞衰老的发生。
图1 筛选与HCC进展相关的基因RIOK1
RIOK1通过IGF2BP1-G3BP1相互作用驱动应激颗粒的组装
通过免疫沉淀质谱（IP-MS）在HCCLM3细胞中鉴定其结合物，筛选到G3BP1和IGF2BP1，WB和共免疫沉淀实验验证了其相互作用，RIOK1可调控IGF2BP1的磷酸化水平，结构域映射实验和免疫荧光染色表明RIOK1与IGF2BP1结合，并共同聚集在类似于SGs的结构中（图2a-j）。同时，G3BP1作为SG组装的核心节点，与IGF2BP1协同形成RNA-蛋白（RNP）颗粒。在过表达RIOK1细胞中，IGF2BP1和G3BP1表现出强烈的共定位（图2m-o）。环己酰亚胺处理后，G3BP1阳性SGs显著减少，SG指数下降，延时成像显示RIOK1诱导的共表达G3BP1颗粒持续存在数天（图2p-r）。这些结果表明，RIOK1影响IGF2BP1的调控磷酸化事件，进而调节由IGF2BP1和G3BP1形成的RNA结合蛋白（RBPs）的动力学。
图2 RIOK1通过IGF2BP1-G3BP1相互作用促进SGs的形成
RIOK1驱动PPP并被NRF2转录激活
RIOK1驱动的PTEN mRNA翻译受阻。已知PTEN的缺失通过稳定G6PD来调节PPP和NADPH的产生，医学高通量靶向代谢组学显示，RIOK1过表达上调PPP相关代谢物，降低NADP+/NADPH比值（图3a-d）。对RIOK1fl/fl（对照组）和RIOK1ΔAlb（敲除组）小鼠的肝肿瘤进行转录组学分析显示，应激条件下（如谷氨酰胺剥夺、TKI处理），NRF2结合RIOK1启动子并转录激活其表达（图3n-t）。
图3 RIOK1驱动PPP并被NRF2反激活
RIOK1与TKIs耐药性和预后不良相关
研究将HCC中高RIOK1表达与预后不良联系起来。通过分析接受TKI治疗的HCC患者的肿瘤组织中RIOK1的表达水平，评估RIOK1表达与TKI治疗反应（如肿瘤复发和生存期）的相关性。发现表明RIOK1-SGs应激反应机制在临床HCC中活跃，并强调了其作为治疗靶点的潜力（图4a-m）。
图4 RIOK1与患者预后不良相关
文章小结
本文研究发现RIOK1在HCC中高表达，并在各种应激条件下被NRF2转录激活。RIOK1通过液-液相分离形成应激颗粒，阻止PTEN mRNA翻译并激活磷酸戊糖途径，促进HCC进展和TK1耐药。作者进一步发现，小分子抑制剂西达本胺下调RIOK1并增强TKI的疗效。在HCC患者的多那非尼耐药肿瘤中发现RIOK1阳性应激颗粒。这些发现揭示了应激颗粒动力学、代谢重编程和HCC进展之间的联系，为提高TKI疗效提供了潜在的手段（图5）。
图5 RIOK1在肝细胞癌中的作用机制
拜谱小结
本研究将多组学技术与多种分子实验结合，揭示了RIOK1通过液-液相分离形成应激颗粒，抑制PTEN翻译并激活磷酸戊糖途径，从而驱动肝癌进展和TKI耐药的机制。拜谱生物为该研究提供了转录组学和医学高通量靶向代谢组学检测分析服务，拜谱生物已研发完成并建立了完善成熟的转录组学、蛋白组学、代谢组学以及多组学联合产品技术服务体系。针对医学研究方向，拜谱生物推出多种特色靶向代谢组产品，如QMT1000医学绝对定量靶向代谢组学、MLT4500医学高通量靶向脂质组、CC100（中心碳代谢）靶向代谢组等，助力高分文章发表，欢迎咨询！
参考文献：
Meng F, Li H, Huang Y, et.al. RIOK1 phase separation restricts PTEN translation via stress granules activating tumor growth in hepatocellular carcinoma. Nat Cancer. 2025 Jun 4. doi: 10.1038/s43018-025-00984-5.
