重大发现:MLPH - 原发性纤毛 - PLCG1 轴如何驱动胰腺癌转移

【字体: 时间:2025年01月23日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  胰腺癌(PDAC)转移机制不明,研究人员开展 “Melanophilin(MLPH)诱导原发性纤毛促进胰腺癌转移” 的研究。发现 Gln 缺乏时 MLPH 上调,经原发性纤毛 - PLCG1 轴促 PDAC 转移。这为理解 PDAC 转移机制和治疗提供新思路。

  胰腺癌,这个隐匿在人体深处的 “杀手”,一直是医学领域难以攻克的难题。它是全球癌症相关死亡的重要原因之一,其中胰腺导管腺癌(PDAC)最为常见且恶性程度极高。PDAC 患者的 5 年生存率仅约 9%,晚期诊断、化疗耐药以及癌细胞的转移,成为了阻碍患者生存的重重 “关卡”。尤其是癌细胞的转移机制,就像隐藏在迷雾中的神秘宝藏,吸引着无数科研人员去探索。在 PDAC 的微环境中,谷氨酰胺(Gln)缺乏是一个显著特征,然而它究竟如何推动癌细胞转移,这一问题始终困扰着科学界。
为了揭开这层神秘的面纱,国立成功大学医学院的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于 “Melanophilin(MLPH)诱导原发性纤毛促进胰腺癌转移” 这一主题展开研究,最终在《Cell Death and Disease》上发表了重要成果。这项研究意义重大,不仅揭示了 Gln 缺乏促进 PDAC 转移的全新分子机制,更为开发针对胰腺癌转移的治疗策略提供了关键的理论依据。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在细胞实验方面,运用 RNA 干扰(RNAi)技术敲低相关基因,如 MLPH、IFT88、CEP164 和 PLCG1 等,探究基因功能;利用 Transwell 侵袭和迁移实验检测细胞的迁移和侵袭能力。在动物实验中,构建了原位异种移植小鼠模型,通过体内生物发光成像系统(IVIS)追踪癌细胞转移情况。同时,借助 RNA 测序分析基因表达变化,运用免疫荧光染色观察细胞结构和蛋白定位,使用免疫印迹检测蛋白表达水平,还通过定量逆转录 PCR(qRT - PCR)测定 mRNA 表达量。研究使用的样本队列包括从国立成功大学医院(NCKUH)获取的 97 例术后胰腺癌标本。

研究结果


  1. 谷氨酰胺剥夺促进 PDAC 的 EMT 和转移:研究人员将人 PANC - 1 细胞和小鼠 KPC 细胞分别在 Gln 缺乏的培养基中培养 3 天(短期, - Q)或 3 个月(长期, - QQ)。发现短期 Gln 剥夺抑制细胞生长,而长期 Gln 缺乏时细胞可恢复增殖能力,且 GLUL 表达上调。 - QQ 细胞的迁移和侵袭能力增强,EMT 相关转录因子(如 ZEB2、SNAI2、TWIST1)mRNA 水平上升,上皮标记物(ZO - 1、E - cadherin)下调,间质标记物(N - cadherin、vimentin)上调,MMP2 表达和活性也增加,这些表明 Gln 缺乏促进了 PDAC 细胞的 EMT 和侵袭。
  2. MLPH 上调促进 Gln 缺乏条件下 PDAC 的转移:通过 Bulk RNA 序列分析发现,MLPH 在 - QQ PANC - 1 细胞中显著上调。临床数据分析显示,MLPH 在 PDAC 肿瘤组织中表达高于正常胰腺组织,且高表达与患者预后不良、无病生存期(DFS)和总生存期(OS)缩短相关。敲低 MLPH 可抑制 Gln 缺乏诱导的细胞迁移和侵袭,在 3D 肿瘤球模型和体内原位异种移植小鼠模型中均证实 MLPH 能促进 PDAC 转移。
  3. 原发性纤毛促进 Gln 缺乏时 PDAC 的 EMT 和转移:免疫荧光染色显示 - QQ PANC - 1 和 - QQ KPC 细胞中存在原发性纤毛,Gln 补充可抑制其生成。敲低纤毛相关基因 IFT88 或 CEP164,可抑制原发性纤毛生成,并减轻 Gln 缺乏诱导的 EMT、迁移和侵袭。在 3D 肿瘤球培养中,也证实原发性纤毛能促进 PDAC 细胞侵袭,且原发性纤毛还可保护 PDAC 细胞免受吉西他滨的杀伤。
  4. MLPH 促进 Gln 缺乏时原发性纤毛的形成:分析临床数据发现 MLPH 与纤毛相关基因 IFT43 呈正相关。敲低 MLPH 可抑制原发性纤毛形成,过表达则促进其形成。MLPH 定位于细胞质、原发性纤毛基部和中心体,且在细胞周期的 G0/G1 期和中期表达较高,表明 Gln 缺乏通过上调 MLPH 促进原发性纤毛形成。
  5. 原发性纤毛上调磷脂酶 Cγ1(PLCG1)促进 PDAC 转移:利用人类磷酸激酶阵列发现,Gln 缺乏时 - QQ 细胞中 PLCG1 在酪氨酸 783(Y783)的磷酸化水平显著增加,其 mRNA 和蛋白表达也上调。敲低 PLCG1 可抑制细胞迁移和侵袭,且原发性纤毛可促进 PLCG1 表达,PLCG1 定位于原发性纤毛并通过正反馈调节维持原发性纤毛生成,表明 Gln 缺乏诱导的原发性纤毛通过促进 PLCG1 表达和定位,促进 PDAC 转移。

研究结论与讨论


研究表明,Gln 缺乏通过上调 MLPH,招募其至中心体促进原发性纤毛生成,原发性纤毛进一步诱导和激活 PLCG1,从而促进 PDAC 的 EMT、侵袭和转移,PLCG1 还通过正反馈维持原发性纤毛生成。这一发现揭示了 Gln 缺乏促进 PDAC 转移的新机制,也为胰腺癌的治疗提供了潜在的靶点。

然而,研究也存在一些待解决的问题。虽然发现了 MLPH 在 Gln 缺乏条件下促进 PDAC 转移的作用,但 Gln 缺乏诱导 MLPH 上调的机制尚未明确,推测可能与糖皮质激素受体(GR)有关,需进一步研究证实。此外,MLPH 促进原发性纤毛生成的分子机制也有待深入探索。针对 PLCG1 促进 PDAC 转移的具体分子机制,如 PKCi 和 CRAC 通道的作用,也需要更多研究来阐明。这些问题的解决将为胰腺癌的治疗开辟新的道路,有望为患者带来新的希望。

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