TM9SF1 通过靶向波形蛋白的选择性自噬降解抑制结直肠癌转移：开拓抗癌新靶点

《Cell Death & Differentiation》：TM9SF1 inhibits colorectal cancer metastasis by targeting Vimentin for Tollip-mediated selective autophagic degradation

为探究跨膜 9 超家族成员 1（TM9SF1）在结直肠癌（CRC）转移中的作用及机制，研究人员开展相关研究。结果发现 TM9SF1 可通过 TM9SF1 - TRIM21 - Vimentin - Tollip 通路抑制 CRC 转移，这为治疗转移性 CRC 提供了潜在靶点。

　　在癌症研究的广阔领域中，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）一直是令人头疼的难题。远处转移是 CRC 患者死亡的主要原因，然而，关于其转移的具体分子机制，还有很多未知等待探索。跨膜 9 超家族成员 1（Transmembrane 9 Superfamily Member 1，TM9SF1）在癌症中的功能，尤其是在 CRC 转移方面，此前也鲜为人知。为了深入了解 CRC 转移的奥秘，河南省基因医院、郑州大学第一附属医院等研究机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Cell Death & Differentiation》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，对多种细胞系进行培养和转染，包括人胚肾 293T 细胞和多种人结直肠癌细胞系。通过构建多种质粒和使用慢病毒转导技术，实现基因的过表达或敲低。利用 RNA 提取和定量实时 PCR（qRT - PCR）检测基因表达水平，蛋白质免疫印迹（Western blot）分析蛋白表达情况。还运用了免疫共沉淀、液相色谱 - 质谱分析等技术探究蛋白间相互作用。动物实验上，构建了多种小鼠模型，如 AOM/DSS 诱导的 CRC 模型、自发 CRC 模型以及 CRC 转移模型等，使用基因编辑技术获得 Tm9sf1 基因敲除小鼠。此外，研究使用了患者来源的结直肠癌组织样本和器官 oids，以及商业组织芯片和临床数据库，为研究提供了丰富的样本资源。
研究结果如下：

• Tm9sf1 基因缺失促进 CRC 进展：研究人员建立小鼠原位盲肠植入模型，经 RNA 测序发现 TM9SF1 是转移瘤中下调最明显的基因之一。构建 Tm9sf1 基因敲除小鼠后，在 AOM/DSS 诱导的 CRC 模型和经典自发肠肿瘤模型中，敲除小鼠肿瘤数量和大小显著增加，肿瘤侵袭更深，体重下降明显，生存时间缩短，表明 TM9SF1 在 CRC 进展中起抑癌作用。
• TM9SF1 抑制 CRC 细胞转移能力：在体外，检测 4 种 CRC 细胞系中 TM9SF1 表达水平，对其进行过表达或敲低处理。结果显示，TM9SF1 过表达抑制细胞迁移和侵袭能力，减少丝状伪足样突起（FLPs）数量和长度；敲低则促进细胞迁移和侵袭。在体内，构建 CRC 远处转移模型，结果表明 TM9SF1 过表达抑制肿瘤转移，延长小鼠生存期；敲低则增强转移，降低小鼠生存率。
• TM9SF1 抑制 CRC 转移依赖波形蛋白（Vimentin）：通过质谱分析和免疫共沉淀等实验证实 Vimentin 是 TM9SF1 的结合伙伴。TM9SF1 可调节 Vimentin 蛋白稳定性，敲低 Vimentin 能消除 TM9SF1 敲低导致的细胞转移增强，表明 TM9SF1 抑制 CRC 转移依赖 Vimentin。
• TM9SF1 促进 Vimentin 的自噬降解：使用不同抑制剂处理细胞，结合基因敲除实验，发现 TM9SF1 通过自噬 - 溶酶体途径促进 Vimentin 降解。通过透射电镜（TEM）、检测 GFP - LC3B 斑点数量等实验，证明 TM9SF1 可促进自噬，且其过表达增加自噬体和自溶酶体数量，敲低则减少。
• TM9SF1 加速 Vimentin 降解并促进其与 Tollip 结合：经筛选发现 Tollip 是负责 TM9SF1 诱导 Vimentin 降解的自噬受体。TM9SF1 可增强 Vimentin 与 Tollip 的结合，敲低 Tollip 可阻断 TM9SF1 诱导的 Vimentin 降解，过表达 Tollip 可抑制 TM9SF1 敲低促进的细胞转移，表明 Tollip 在 TM9SF1 的抗转移功能中起重要作用。
• TM9SF1 招募 TRIM21 使 Vimentin 在 K139 位点泛素化：研究发现 TM9SF1 可促进 Vimentin 泛素化，通过质谱分析确定候选 E3 泛素连接酶，发现 TRIM21 是关键酶。TRIM21 可促进 Vimentin 的 K⁶³连接的泛素化，突变 Vimentin 的 K139 位点可阻断其降解和与 Tollip、TRIM21 的相互作用，过表达 TRIM21 可抑制 TM9SF1 敲低促进的细胞转移。
• TM9SF1 - Vimentin 通路在 CRC 中的临床相关性：研究分析 CRC 组织芯片和临床数据库发现，TM9SF1 在肿瘤组织中低表达，且与患者生存期正相关；Vimentin 则相反，二者表达呈负相关。CRC 患者中，TM9SF1 低表达且 Vimentin 高表达的患者预后最差，而 TM9SF1 高表达且 Vimentin 低表达的患者预后最好。

研究结论和讨论部分指出，本研究发现了一条新的选择性自噬通路（TM9SF1 - TRIM21 - Vimentin - Tollip），该通路参与调节 CRC 转移。这一研究不仅揭示了 TM9SF1 在 CRC 转移中的重要作用，拓展了对 Vimentin 调节机制的理解，还强调了选择性自噬与 CRC 进展的关系，为预防 CRC 转移提供了新的治疗靶点。未来，进一步探究 TM9SF1 调节自噬的机制，以及针对 Tollip 和 TRIM21 的干预措施，有望为 CRC 患者带来新的治疗希望。