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为探究结直肠癌(CRC)恶性进展的分子机制,山西医科大学附属忻州医院研究人员开展了关于 CD147 对 CRC 细胞影响的研究。结果发现 CD147 通过激活 Rap1/Rap1GAP 信号轴促进 CRC 细胞增殖、迁移和侵袭,抑制凋亡,为精准治疗提供依据。
在医学领域,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)一直是个令人头疼的 “大麻烦”。它是全球第三大常见恶性肿瘤,2020 年新发病例超 190 万,死亡人数达 93.5 万,晚期患者 5 年生存率不到 15% 。尽管靶向治疗让部分患者看到了希望,但肿瘤的侵袭和转移特性,依然是导致高死亡率的 “罪魁祸首”。因此,搞清楚 CRC 恶性进展的关键分子机制,就像找到了打开治愈大门的钥匙,成为改善临床治疗的关键。
CD147,又名 basigin 或细胞外基质金属蛋白酶诱导因子(EMMPRIN),是一种跨膜糖蛋白。以往研究发现它在肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭中发挥着重要作用,可它背后复杂的下游信号通路调控网络却一直没有完全搞清楚。Ras 相关蛋白 1(Rap1)作为新发现的信号分子,在多种肿瘤中都扮演着重要角色,不过它在 CRC 发病机制中的具体作用也尚不明确。而且,虽然初步发现 CD147 和 Rap1 信号轴之间可能存在相互作用,但它们在 CRC 中协同调控转移程序的机制还未被系统研究过。
为了解开这些谜团,山西医科大学附属忻州医院的研究人员开展了一项深入研究。他们发现,CD147 通过激活 Rap1/Rap1GAP 信号轴,扰乱 c-Myc/Bcl-2/Bax 级联平衡,增强上皮间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)程序,从而促进 CRC 的增殖和转移。这一发现不仅揭示了 CD147 和 Rap1 之间此前未被认识的相互作用,还为治疗干预找到了潜在的药物靶点,为 CRC 的精准治疗提供了重要依据。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:一是生物信息学分析,从 UCSC Xena、GEPIA2 等多个数据库获取数据,分析 CD147 表达模式、与 Rap1 的相关性及对患者预后的影响;二是细胞实验,利用 HCT116 和 SW620 等细胞系,通过慢病毒转染、Western blot、qRT-PCR 等技术,研究 CD147 对细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响;三是临床样本分析,收集 12 对 CRC 及癌旁组织样本,进行免疫组化和 Western blot 检测,验证 CD147 表达情况。
研究结果如下:
- CD147 在结直肠癌中的表达及与 RAP1 的关系:通过生物信息学分析多个数据库数据,发现 CD147 在 CRC 组织中表达显著高于正常组织,且高表达 CD147 的患者总生存期更短。免疫组化和 Western blot 进一步证实了这一结果。同时,相关性分析表明 CD147 与 Rap1 在 CRC 组织中的表达呈正相关12。
- CD147 表达的细胞验证及敲低效果:免疫荧光、Western blot 和 qRT-PCR 验证了 CD147 在 CRC 细胞系 HCT116 和 SW620 中的高表达。利用慢病毒介导的 RNA 干扰技术敲低 CD147 表达后,发现 CRC 细胞的增殖能力显著减弱,凋亡增加,同时细胞的迁移和侵袭能力也受到抑制。这表明 CD147 在 CRC 细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭过程中起着关键作用345。
- CD147 通过 Rap1/Rap1GAP 信号通路驱动结直肠癌恶性进展:敲低 CD147 可降低 Rap1 蛋白水平,增加 Rap1GAP 表达。而过表达 Rap1 能够逆转 CD147 敲低对 CRC 细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭能力的抑制作用。这说明 CD147 通过激活 Rap1/Rap1GAP 信号通路,驱动 CRC 的恶性进展67。
研究结论和讨论部分指出,该研究系统阐述了 CD147 在 CRC 恶性进展中的关键作用及通过 Rap1/Rap1GAP 信号轴的调控机制。CD147 有望成为独立的预后标志物,不过其在正常杯状细胞和肿瘤细胞中的功能异质性还需进一步研究。同时,研究还发现 CD147 可能是一个信号枢纽,通过调节 Rap1 活性协调 PI3K-AKT-c-Myc 和 β -catenin-E-cadherin 两条关键通路。这不仅加深了对 CD147 功能的理解,更为基于通路特异性抑制剂的精准治疗药物研发提供了理论支持,为攻克结直肠癌带来了新的希望。