《Scientific Reports》:NELL2 suppresses epithelial-mesenchymal transition and induces ferroptosis via notch signaling pathway in HCC
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为探究 NELL2 在肝癌(HCC)中的作用,中国医科大学研究人员开展研究,发现其抑制 HCC 进展,或成新靶点。
肝癌,这一全球高发的恶性肿瘤,如同隐藏在黑暗中的杀手,每年无情地夺走数百万生命 。它在全球癌症发病率和死亡率排行榜上都占据着显眼位置,是第六大常见癌症,同时也是癌症相关死亡的第三大主因。由于早期症状隐匿,多数患者确诊时已处于中晚期,病情恶化迅速,治疗手段有限,患者的中位生存期仅 11 个月,5 年生存率更是低至 18%。面对如此严峻的形势,深入探究肝癌的发病机制,寻找有效的治疗靶点迫在眉睫。
在这样的背景下,中国医科大学的研究人员挺身而出,聚焦于 Neural Epidermal Growth Factor-Like 2(NELL2)在肝癌中的作用,开展了一项意义重大的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为肝癌的治疗带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:收集 71 例肝癌患者的组织样本(样本来自中国医科大学附属第一医院 2018 年 1 月至 2019 年 1 月接受标准肝切除术的患者),并获取正常肝脏组织作为对照;培养多种肝癌细胞系(Huh-7、Bel-7402、SK-Hep-1、HepG-2、HCC-LM3)和正常肝细胞系 LO2;通过慢病毒转染技术构建 NELL2 基因敲低和过表达细胞系;运用定量实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测基因表达水平,蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测蛋白表达水平;利用细胞计数试剂盒 - 8(CCK8)、平板克隆形成实验、EdU 实验检测细胞增殖能力,Transwell 和划痕实验检测细胞迁移和侵袭能力,同时采用相关试剂盒检测铁死亡相关指标。
研究结果如下:
- NELL2 表达与肝癌患者预后的关系:通过对 71 例肝癌患者组织样本的研究发现,与癌旁正常组织相比,肝癌组织中 NELL2 的 mRNA 表达显著降低。免疫组化染色显示,NELL2 主要分布在细胞质中,且在不同分化程度的肝癌组织中的表达均低于癌旁组织。进一步分析发现,NELL2 低表达与肿瘤较大、微血管侵犯(MVI)以及较差的生存预后相关。
- NELL2 对肝癌细胞增殖的影响:构建 NELL2 基因敲低和过表达的稳定转染细胞系后,实验结果表明,敲低 NELL2 可显著促进肝癌细胞增殖,而过表达 NELL2 则抑制细胞增殖。CCK8 实验显示,敲低 NELL2 后细胞增殖速率在 96 小时内显著加快,过表达 NELL2 则使其减慢;平板克隆形成实验和 EdU 实验也得到了类似结果。
- NELL2 对肝癌细胞迁移和侵袭的影响:划痕实验和 Transwell 实验表明,敲低 NELL2 可加速细胞迁移和侵袭,过表达 NELL2 则抑制这些过程。同时,研究发现 NELL2 可能通过影响上皮间质转化(EMT)来调控肝癌细胞的转移潜能,敲低 NELL2 会降低 E-cadherin 表达,升高 N-cadherin、Snail1 和 β-catenin 表达,而过表达 NELL2 则产生相反效果 。
- NELL2 通过 Notch 信号通路抑制肝癌进展:研究发现 NELL2 可有效抑制 Notch 信号通路。当 NELL2 表达降低时,Notch 信号通路关键成分 JAG1、Notch1、NICD 和 Hes1 的表达升高;NELL2 表达升高时则相反。使用 Notch 通路抑制剂 MK0752 处理 NELL2 敲低的细胞后,细胞的增殖、迁移和侵袭能力恢复到接近正常水平,这表明 NELL2 通过 Notch 信号通路抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭。
- NELL2 通过 Notch 通路诱导肝癌细胞铁死亡:通过对 TCGA 数据库的分析,发现 NELL2 与铁死亡密切相关。实验结果显示,过表达 NELL2 可增加细胞内丙二醛(MDA)、铁离子(Fe2+)和活性氧(ROS)水平,降低谷胱甘肽(GSH)水平,从而诱导铁死亡;敲低 NELL2 则抑制铁死亡。使用 MK0752 阻断 Notch 信号通路后,可逆转 NELL2 敲低导致的铁死亡抑制作用。
研究结论和讨论部分指出,NELL2 在肝癌中起着关键的抑癌作用。它不仅通过 Notch 信号通路抑制肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭和上皮间质转化,还能诱导铁死亡。虽然目前对 NELL2 与 Notch 信号通路之间的调控机制尚未完全明确,Notch 通路调节铁死亡的具体机制也有待进一步探索,但该研究首次揭示了 NELL2 在肝癌中的重要作用及其与 Notch 信号通路的关联。这为肝癌的诊断和治疗提供了新的潜在生物标志物和治疗靶点,有望为开发针对肝癌的新型治疗策略提供理论依据。未来,研究人员将继续深入研究,以期为肝癌患者带来更多希望。