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南京醫(yī)科大學(xué)發(fā)文:胃癌治療的強(qiáng)大策略
2024-10-30
來源:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
10月24日,南京醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了題為“HCP5 Derived Novel Microprotein Triggers Progression of Gastric Cancer through Regulating Ferroptosis”的研究論文。本研究中,研究人員進(jìn)行了全面分析并鑒定出一種與GC相關(guān)的lncRNA,即HCP5,其中包含一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的ORF。進(jìn)一步分析顯示,由HCP5編碼的微蛋白HCP5-132aa在GC細(xì)胞和組織中高度表達(dá),可通過抑制鐵死亡促進(jìn)GC細(xì)胞的增殖。機(jī)制上,HCP5-132aa增強(qiáng)YBX1與ELAVL1之間的相互作用,促進(jìn)對(duì)SLC7A11和G6PD mRNA 3'UTR中m5C位點(diǎn)的識(shí)別,并通過ELAVL1維持其穩(wěn)定性。研究人員通過使用AAV介導(dǎo)的Cas9/sgRNA遞送系統(tǒng)在體內(nèi)有效地敲除了HCP5-132aa,并在患者來源的異種移植模型中實(shí)現(xiàn)了腫瘤生長(zhǎng)的抑制。這些發(fā)現(xiàn)表明,從lncRNA HCP5衍生出的新型蛋白質(zhì)HCP5-132aa介導(dǎo)了鐵死亡的抑制,從而促進(jìn)了GC的進(jìn)展,并識(shí)別出一種新的潛在治療靶點(diǎn)。
背景信息
胃癌是全球常見的惡性腫瘤之一,也是導(dǎo)致腫瘤相關(guān)死亡的主要原因之一。根據(jù)中國(guó)國(guó)家癌癥中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),胃癌在中國(guó)的年發(fā)病率和死亡率均排名第三,遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。盡管近年來分子診斷技術(shù)、靶向治療和免疫檢查點(diǎn)抑制療法取得了巨大進(jìn)步,但胃癌的5年總體生存率仍不令人滿意,低于30%。主要原因是大多數(shù)胃癌患者在確診時(shí)已處于疾病晚期,缺乏有效的分子標(biāo)志物以促進(jìn)早期診斷。因此,深入了解胃癌發(fā)生和發(fā)展的分子機(jī)制不僅有助于提供潛在的分子標(biāo)記物以進(jìn)行早期診斷,還可為開發(fā)新的治療策略提供有價(jià)值的靶點(diǎn)。
近年來,以Riboseq、RNC-seq和蛋白質(zhì)質(zhì)譜(MS)分析技術(shù)為代表的翻譯組測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展,使研究人員能夠在全基因組水平上研究RNA翻譯活動(dòng)。有趣的是,越來越多的研究表明,長(zhǎng)非編碼RNA(lncRNAs)和環(huán)狀RNA(circRNAs)的上下文中包含許多未注釋的非經(jīng)典開放閱讀框(ORFs),其中任何一個(gè)都可能編碼新的功能蛋白質(zhì)或肽。研究人員通過綜合分析Riboseq數(shù)據(jù)和質(zhì)譜數(shù)據(jù),對(duì)lncRNAs和蛋白質(zhì)編碼基因上游或下游區(qū)域的553個(gè)非經(jīng)典ORF進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在之前的研究中,研究人員通過將Riboseq和CRISPR/Cas9篩查相結(jié)合,識(shí)別出758個(gè)以ATG起始密碼子開始的lncRNAs編碼的ORF。通過對(duì)CRISPR篩選和癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析,研究人員確定了28個(gè)功能性O(shè)RF。隨后,研究人員確定了由LINC00992編碼的GT3-INCP通過與轉(zhuǎn)錄因子GATA3相互作用在乳腺癌中發(fā)揮致癌作用。這些發(fā)現(xiàn)表明,由隱蔽lncRNA或circRNA產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可能是參與癌變和腫瘤進(jìn)展的重要調(diào)節(jié)因子。
HCP5-132aa上調(diào)預(yù)示著不良預(yù)后,并且在胃癌治療中提供了一個(gè)有前途的治療靶點(diǎn)
在這項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)HCP5-132aa在胃癌(GC)中上調(diào)表達(dá),并作為一種致癌蛋白促進(jìn)胃癌細(xì)胞的惡性增殖。然而,HCP5-132aa在GC中異常表達(dá)的機(jī)制尚不清楚。研究人員利用多個(gè)轉(zhuǎn)錄相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)可能與HCP5在GC中啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子(TF),并確定了三種可能參與調(diào)控HCP5轉(zhuǎn)錄的TF。為了研究TFAP2A與HCP5之間的相關(guān)性,研究人員首先在GC細(xì)胞中沉默TFAP2A。隨后,構(gòu)建了帶有和不帶有HCP5核心啟動(dòng)子區(qū)域的雙熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)。此外,Kaplan-Meier分析顯示,表達(dá)水平較高的TFAP2A患者預(yù)后較差。而且,相關(guān)性分析顯示,HCP5(SLC7A11/G6PD)在GC中的表達(dá)與TFAP2A呈正相關(guān)?;谶@些發(fā)現(xiàn),研究人員推測(cè)TFAP2A在HCP5的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,并參與了其在GC中的上調(diào)。
HCP5-132aa 的上調(diào)表達(dá)預(yù)示著不良預(yù)后,并且在 GC 中提供了一個(gè)有前途的治療靶點(diǎn)
隨后,研究人員采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)80對(duì)GC組織及其相鄰組織中HCP5-132aa的表達(dá),并將其與隨訪生存數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián),以探討HCP5-132aa在GC中異常高表達(dá)的臨床意義。結(jié)果顯示,與相鄰組織相比,HCP5-132aa在GC組織中顯著上調(diào)(占所有樣本的80%),其高表達(dá)與腫瘤體積增大、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和更高臨床分期呈正相關(guān)。Kaplan-Meier分析顯示,在腫瘤中HCP5-132aa表達(dá)水平較高的患者預(yù)后較差。這些結(jié)果表明,HCP5-132aa有望成為診斷和預(yù)測(cè)GC的生物學(xué)指標(biāo)。
為了評(píng)估靶向HCP5-132aa的治療可行性,研究人員在體外將含有CRISPR/Cas9系統(tǒng)的腺相關(guān)病毒(AAV)包裝后,通過體內(nèi)直接注射將其注射到GC患者來源的異種移植物(PDX)中以特異性敲除HCP5-132aa。為了進(jìn)一步分析GC患者不同HCP5-132aa表達(dá)水平對(duì)鐵死亡誘導(dǎo)劑的敏感性,研究人員利用兩個(gè)患者群體的GC組織建立了PDX模型。另外,通過HE染色和免疫組織化學(xué)證實(shí)了PDX模型的成功建立,HCP5-132aa敲除組的Ki-67表達(dá)顯著降低,HCP5-132aa敲除后誘導(dǎo)鐵死亡。而且,蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)分析也證實(shí),在GC-PDX模型中敲除HCP5-132aa或在HCP5-132aa表達(dá)較低的GC-PDX模型中給予埃拉斯汀治療可促進(jìn)鐵死亡的發(fā)生,進(jìn)一步驗(yàn)證了上述觀察結(jié)果??傊狙芯拷Y(jié)果證實(shí),HCP5-132aa在體內(nèi)水平降低可誘導(dǎo)鐵死亡并抑制腫瘤生長(zhǎng),這表明HCP5-132aa可能是治療GC的有潛力的治療靶點(diǎn)。這些證據(jù)為胃癌中l(wèi)ncRNA編碼蛋白的研究提供了新的見解,并表明通過藥物干預(yù)調(diào)控HCP5-132aa是治療胃癌的一種強(qiáng)大策略。
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