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为解决乳腺癌治疗中抑制肿瘤复发和转移难题,新乡医学院研究人员开展 FBF1 在乳腺癌中作用的研究。结果发现 FBF1 促进癌细胞干性,通过 PI3K/AKT/SOX2 轴发挥作用。该研究为乳腺癌治疗提供新靶点,值得科研读者一读。
在女性健康领域,乳腺癌是一个极为棘手的 “敌人”。它是全球女性中最常见的恶性肿瘤之一,也是导致女性癌症死亡的主要原因。尽管在过去几十年里,乳腺癌的死亡率有所下降,但目前仍然缺乏有效的治疗方案来抑制肿瘤复发和远处转移,这两大难题严重阻碍了临床治愈率的提高,就像两座难以跨越的大山横亘在乳腺癌治疗的道路上。
癌症干细胞(CSCs)的出现,为破解这一困境带来了一丝曙光。研究发现,CSCs 可能是肿瘤发生、复发、转移以及对临床治疗产生耐药性的根源。多种肿瘤中都发现了 CSCs 的身影,比如乳腺癌、胰腺癌、急性髓系白血病等。而且,CSCs 的表型与上皮 - 间质转化(EMT)过程密切相关,EMT 是肿瘤转移的关键步骤。因此,搞清楚哪些因素驱动 CSCs 的特性和信号通路,将为开发更有针对性的治疗策略提供重要线索,有望治愈那些有转移或复发风险的癌症患者。
Fas 结合因子 1(FBF1)是一种在多种组织中都有表达的蛋白质,主要位于细胞质中。它在细胞增殖、分化等过程中发挥着重要作用,比如调节中心体的复制和分离,影响细胞周期进程,还参与了小鼠卵母细胞减数分裂时纺锤体的组装和染色体的排列。然而,FBF1 在癌症发展中的潜在作用却鲜为人知,尤其是在乳腺癌中的具体功能更是迷雾重重。
为了揭开这层神秘的面纱,新乡医学院的研究人员在《Stem Cell Research & Therapy》期刊上发表了题为 “FBF1 promotes cancer stem cell - like identities in breast cancer via PI3K/AKT/SOX2 axis” 的论文。研究人员发现,FBF1 在乳腺癌中高表达,并且与临床进展密切相关;它能够维持乳腺癌细胞的干细胞样特性,促进肿瘤转移;进一步研究揭示,FBF1 通过与 PI3K 结合,激活 PI3K - AKT - SOX2 轴来发挥作用。这一发现为乳腺癌的诊断和治疗提供了一个极具潜力的新靶点,就像是在黑暗中找到了一盏明灯,为攻克乳腺癌带来了新的希望。
在这项研究中,研究人员运用了多种技术方法来深入探究 FBF1 的作用。他们通过组织微阵列技术检测 FBF1 的表达情况;利用癌症干性检测实验,包括侧群分析、球体形成实验等,在体外和体内研究 FBF1 对乳腺癌干细胞特性的影响;借助 RNA 测序、免疫荧光和免疫沉淀实验来探索 FBF1 发挥作用的潜在机制;还通过分析患者数据集,研究 FBF1 与干性相关因子的临床表达和意义。
下面让我们详细看看研究的具体结果。
FBF1 在人类乳腺癌中高表达
研究人员首先对包含 175 个样本(145 个乳腺癌组织和 3 0 个癌旁组织)的乳腺癌组织微阵列进行免疫组织化学检测,结果发现肿瘤组织中 FBF1 的免疫染色比癌旁组织更强。接着,他们探究了 FBF1 免疫染色与临床病理特征的关系,发现 FBF1 的表达与乳腺癌的 TNM 分期和组织学分级呈正相关。随后,研究人员又在 TCGA 数据库的两个队列中检测 FBF1 的 mRNA 水平,这两个队列包含 1097 个乳腺癌标本和 114 个正常样本,结果同样显示乳腺癌样本中 FBF1 水平更高。此外,与非致瘤性乳腺上皮细胞系 MCF - 10A 相比,人类乳腺癌细胞系中 FBF1 的表达也有所升高。这些结果都表明,FBF1 的表达水平与乳腺癌的恶性程度密切相关。
FBF1 对维持乳腺癌细胞干性至关重要
为了研究 FBF1 在 CSCs 特性中的作用,研究人员建立了稳定的 MDA - MB - 231 细胞系(沉默 FBF1)、T47D 和 MCF7 细胞系(过表达 FBF1)。在 MDA - MB - 231 细胞中,沉默 FBF1 后,干细胞标记物 SOX2、OCT4、KLF4 和 NANOG 的水平下降,侧群(SP)比例降低,球体形成能力受到抑制,EMT 相关蛋白 Vimentin 的表达减少,细胞迁移能力也明显下降。而在 T47D 和 MCF7 细胞中过表达 FBF1 时,情况则相反,SP 细胞比例增加,球体形成能力增强,细胞转移能力提高,干细胞标记物表达上升,并且出现了促进 EMT 的现象,表现为 E - cadherin、ZO - 1 和 Claudin - 1 等蛋白表达减少。这些结果充分验证了 FBF1 对维持乳腺癌细胞干性起着关键作用。
FBF1 介导乳腺癌中的 PI3K/AKT 信号通路
为了弄清楚 FBF1 介导乳腺癌干细胞特性的潜在机制,研究人员进行了 RNA 测序,以识别 FBF1 过表达后的差异表达基因(DEGs)。KEGG 通路分类和基因本体(GO)富集分析显示,FBF1 与细胞运动、生长、死亡等过程以及多种人类疾病相关,并且与 PI3K - AKT 等信号通路密切相关。通过 qRT - PCR 进一步证实,参与肿瘤进展的基因在 T47D - FBF1 细胞中表达增强。研究人员还发现,沉默 FBF1 会降低磷酸化 PI3K 和磷酸化 AKT 的表达,而过表达 FBF1 则会激活 PI3K/AKT 信号通路,这表明 FBF1 能够调节 PI3K/AKT 信号通路。
靶向 FBF1 介导信号通路的抑制剂可抑制乳腺癌细胞干性
研究人员用 PI3K 抑制剂(LY294002)处理 T47D - FBF1 和 MCF7 - FBF1 细胞,发现该抑制剂能够逆转 FBF1 对 SP 细胞比例、球体形成能力和细胞迁移的促进作用,还能恢复 Claudin - 1 和 ZO - 1 的表达,降低多能性因子 SOX2、OCT4、KLF4、NANOG 的水平,抑制 FBF1 诱导的 PI3K/AKT 通路激活。这充分验证了靶向 FBF1 介导信号通路的抑制剂能够抑制乳腺癌干细胞特性。
FBF1 在体内增强乳腺癌干性特征
研究人员通过将稳定的 T47D - Ctrl 和 T47D - FBF1 细胞注射到雌性小鼠的乳腺脂肪垫中进行异种移植实验。结果发现,过表达 FBF1 能够促进肿瘤体积和重量的增加,促进肿瘤细胞向肺部转移并形成继发性肿瘤,同时提高干细胞标记物的水平,降低 E - cadherin 的表达,增加 p - PI3K 和 p - AKT 的水平。而 PI3K 抑制剂能够逆转这些现象,并且有限稀释异种移植实验表明,过表达 FBF1 会增加肿瘤起始的发生率,降低 PI3K 水平则能逆转这一现象。这些结果共同证实了 FBF1 在体内通过 PI3K/AKT 信号通路维持乳腺癌干性特征。
FBF1 通过与 PI3K 激酶相互作用激活 PI3K - AKT - SOX2 轴促进乳腺癌干性
研究人员发现 FBF1 与 PI3K 相互作用并促进其磷酸化,通过双荧光染色和免疫共沉淀实验证实了两者的相互作用。进一步研究发现,p - AKT 能够与 SOX2 相互作用并增强其活性,免疫组化和免疫荧光结果显示,FBF1 与 p - AKT、SOX2 呈正相关。此外,分析 TCGA 和 GTEx 数据库的数据发现,FBF1 的表达与 AKT1、POU5F1(OCT4)呈正相关,与 PTEN 呈负相关。这些结果表明,FBF1 通过 PI3K - AKT - SOX2 轴维持乳腺癌细胞的干细胞样特性。
综合研究结果和讨论部分来看,这项研究意义重大。癌症干细胞在肿瘤的发生、发展、复发和转移中起着关键作用,寻找调节其特性的关键基因和信号通路是开发新型治疗策略的基础。研究人员发现 FBF1 在乳腺癌中高表达且与恶性程度相关,它通过 PI3K/AKT/SOX2 轴维持乳腺癌干细胞特性,促进肿瘤转移。这不仅揭示了 FBF1 在乳腺癌中的重要作用机制,还为乳腺癌的治疗提供了一个新的潜在靶点。针对 FBF1 的治疗策略有望通过抑制肿瘤干细胞的特性来阻止肿瘤进展,为乳腺癌患者带来新的希望,让我们在对抗乳腺癌的道路上迈出了重要的一步。
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