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为解决胃癌治疗难题,兰州大学第一临床医学院等单位的研究人员开展 CCNB2 与胃癌关系的研究。结果发现 CCNB2 影响胃癌细胞增殖、迁移等,与 PI3K/Akt 通路有关。该研究为胃癌治疗提供新靶点,值得科研读者一读。
在全球范围内,胃癌(Gastric cancer,GC)就像一个隐藏在暗处的 “健康杀手”,严重威胁着人们的生命健康。每年,全球有超过 1 00 万例确诊的胃癌病例,尽管近年来放疗、化疗和新辅助治疗等方面取得了一些进展,但晚期胃癌患者的生存率依旧低得令人揪心。手术虽然是治疗胃癌的主要方式,早期胃癌患者通过手术治疗,5 年生存率能高达 90%,可大部分患者在确诊时就已经是晚期了。所以,找到一个精准度高的肿瘤标志物,探索新的治疗策略,成为了医学领域亟待攻克的难题。
细胞周期蛋白(Cyclin proteins)在真核细胞中广泛分布,就像细胞周期的 “指挥官”,在细胞周期中呈现周期性振荡。它们的异常表达常常会引发肿瘤的发生和发展。比如,细胞周期蛋白 D1(Cyclin D1)在人类肾癌组织中的阳性发生率与肿瘤分级有关;异常的 Cyclin D1 表达会促使肝癌细胞增殖。还有,细胞周期蛋白 A2(Cyclin A2)在结直肠癌组织中明显上调,且与患者的总生存结局显著相关;细胞周期蛋白 E1(Cyclin E1)则在肝癌的起始阶段发挥着关键作用。这些都表明细胞周期蛋白在各种恶性肿瘤中都扮演着重要角色。
CCNB2 作为细胞周期蛋白家族的一员,主要在细胞周期的 G2/M 期转换中发挥作用。它在多种恶性肿瘤中都存在异常表达,像在非小细胞肺癌和胶质瘤中,CCNB2 表达升高,而且表达越高,患者预后越差;在结直肠癌和乳腺癌中,CCNB2 也有着重要作用。可奇怪的是,CCNB2 与胃癌之间的关系,却很少有人深入研究。
为了弄清楚 CCNB2 与胃癌之间的秘密,来自兰州大学第一临床医学院等单位的研究人员,在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为 “Knockdown of CCNB2 inhibits the tumorigenesis of gastric cancer by regulation of the PI3K/Akt pathway” 的论文。他们发现,CCNB2 在人类胃癌组织中高表达,还与胃癌患者不良的生存预后密切相关。抑制 CCNB2 的表达,可以抑制胃癌细胞的增殖、迁移,还能通过调节 PI3K/Akt 信号通路,影响胃癌的发生发展。这一发现为胃癌的治疗提供了新的潜在靶点和治疗思路,意义重大。
研究人员为了开展这项研究,用到了好几种关键技术方法。他们利用生物信息学,通过 GEPAI、Timer、GEO 等在线数据库,分析 CCNB2 在胃癌及癌旁组织中的表达情况;还使用了免疫组织化学染色和评分的方法,来检测 CCNB2 等蛋白在组织中的表达;用实时聚合酶链反应(qPCR)来测定相关基因的表达水平;通过慢病毒和质粒转染技术,改变细胞中 CCNB2 等基因的表达;此外,RNA 测序(RNA-seq)帮助他们探究 CCNB2 对细胞转录组的影响,还有各种细胞实验和动物实验,如 CCK8 细胞增殖实验、细胞周期分析、裸鼠移植瘤模型实验等,从不同角度揭示 CCNB2 在胃癌中的作用。
下面咱们一起来看看具体的研究结果:
CCNB2 在胃癌中的表达及其预后意义
研究人员通过查询 GEPAI2、TIMER 数据库和 GEO 数据,发现 CCNB2 在多种肿瘤中表达升高,尤其是在胃癌(STAD)组织中,其表达明显高于正常组织。利用 Kaplan-Meier plotter 在线数据库分析发现,CCNB2 低表达的胃癌患者,总生存期(OS)和无进展生存期(FP)都更长。而且,通过绘制受试者工作特征曲线(ROC 曲线),发现 CCNB2 作为诊断生物标志物的准确性很高,曲线下面积(AUC)达到了 0.911。这一系列结果都表明,CCNB2 在胃癌组织中高表达,还和患者不良预后有关。
CCNB2 高表达与胃癌患者不良预后相关
免疫组化分析显示,胃癌组织中 CCNB2 的表达水平比正常胃组织高很多,而且 CCNB2 高表达的患者预后更差。进一步探究临床特征发现,CCNB2 的表达与胃癌的 T 分期和 N 分期有关。Western blot 分析也证实,在六对匹配的胃癌和癌旁非肿瘤组织中,CCNB2 的表达水平在胃癌组织中更高。这些结果进一步说明了 CCNB2 在胃癌发生过程中起着重要作用。
CCNB2 下调显著削弱胃癌细胞活性
研究人员检测了 GES-1、HGC-27、MKN-45 和 AGS 细胞系中 CCNB2 的表达,发现 MKN-45 和 AGS 细胞中 CCNB2 表达较高,HGC-27 细胞中表达较低。他们通过转染 siRNA 抑制 MKN-45 和 AGS 细胞中 CCNB2 的表达,用慢病毒转导上调 HGC-27 细胞中 CCNB2 的表达。结果发现,抑制 CCNB2 后,MKN-45 和 AGS 细胞的迁移能力明显减弱,细胞周期中 G-M 期的时间延长,增殖能力也受到显著抑制;而在 HGC-27 细胞中,过表达 CCNB2 则增强了细胞的增殖能力。此外,研究还发现,CCNB2 表达降低时,E-cadherin 表达增加,N-cadherin 和 Vimentin 等表达减少,这意味着抑制 CCNB2 可以抑制胃癌细胞的上皮 - 间质转化(EMT)过程。
敲低 CCNB2 显著抑制胃癌细胞在体内的增殖
研究人员建立了裸鼠移植瘤模型,将稳定转染 CCNB2 的 MKN-45 和 HGC-27 细胞注射到裸鼠腋窝皮下。结果显示,敲低 CCNB2 的 MKN-45 细胞形成的肿瘤更小、更轻,生长速度也更慢,肿瘤组织中 CCNB2 和增殖细胞核抗原(PCNA)的表达降低;而过表达 CCNB2 的 HGC-27 细胞形成的肿瘤更大、更重,生长速度更快,但肿瘤组织中 CCNB2 和 PCNA 的表达没有明显变化。这表明,降低 CCNB2 的表达可以减弱胃癌细胞在体内的增殖能力。
CCNB2 通过 PI3K/AKT 信号通路增强 RHBDL2 的表达
为了探究 CCNB2 促进胃癌发展的分子机制,研究人员进行了 RNA 测序分析。结果发现,敲低 CCNB2 后,有 2000 个基因的表达发生了变化,其中 1375 个基因上调,625 个基因下调。基因本体(GO)分析和基因集富集分析(GSEA)显示,差异表达基因主要与 PI3K-Akt 信号通路等相关。通过 PCR 验证和 Western blot 分析,发现 CCNB2 表达降低时,RHBDL2 的表达也会下降,而且 CCNB2 的变化主要集中在 PI3K/AKT 信号通路。进一步研究发现,下调 CCNB2 会抑制 PI3K/AKT 信号通路的活性,而过表达 CCNB2 则会增强该通路的活性。这说明在胃癌中,CCNB2 可以通过激活 PI3K/AKT 信号通路,促进胃癌细胞的增殖和迁移。
CCNB2 与 RHBDL2 的相互作用
研究人员通过免疫共沉淀(CO-IP)实验,证实了 CCNB2 和 RHBDL2 之间存在相互作用。为了进一步验证 CCNB2 通过 RHBDL2 调节胃癌细胞恶性表型的作用,他们进行了挽救实验。在敲低 CCNB2 的同时过表达 RHBDL2,结果发现,过表达 RHBDL2 可以部分或完全缓解因 CCNB2 敲低导致的 EMT 相关蛋白减少和 PI3K/AKT 通路抑制,细胞的增殖和侵袭能力也得到了增强。这表明 CCNB2 可以通过与 RHBDL2 相互作用,激活 PI3K/AKT 信号通路,从而促进胃癌细胞的迁移。
总的来说,这项研究表明 CCNB2 在胃癌中显著上调,与不良的临床结局密切相关。抑制 CCNB2 可以抑制胃癌细胞的增殖、侵袭和迁移,诱导细胞周期 G2-M 期阻滞,还能通过 CCNB2 - RHBDL2 - PI3K/AKT 轴影响胃癌细胞的 EMT 过程。这一研究成果为理解 CCNB2 在胃癌疾病进展中的作用提供了坚实的科学依据,也为将 CCNB2 作为胃癌患者的生物标志物和潜在治疗靶点提供了可能性。不过,研究也存在一些局限性,比如临床样本量还可以再增加,对 RHBDL2 功能机制的分析还需要更深入研究,未来还需要设计针对 CCNB2 的抑制剂,为临床前研究奠定基础。但不管怎么说,这项研究都为胃癌的研究和治疗开辟了新的方向,让我们在对抗胃癌的道路上又前进了一步。
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