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为探究 TCP1 在肿瘤发生发展中的作用,福建医科大学等研究人员开展关于 TCP1 与肝癌(HCC)、胰腺癌(PDAC)关系的研究。结果发现 TCP1 高表达与患者预后不良相关,可通过 AKT/GSK-3β 和 ERK 通路稳定 c-Myc 促进肿瘤进展,该研究为肿瘤治疗提供新靶点和思路。
在生命的微观世界里,肿瘤的发生发展一直是困扰医学界的难题。分子伴侣 CCT(含 TCP1 的伴侣蛋白)在维持蛋白质稳态网络中起着关键作用,其亚基与癌症的发生发展密切相关。然而,以往对 CCT 的研究多集中于整个复合物或部分亚基,对于 CCT 的首个亚基 TCP1 在肿瘤发生中的具体机制,尤其是除肝癌和胰腺癌之外的作用,人们知之甚少。
作为多功能转录因子,癌蛋白 c-Myc 在大多数人类癌症中高度激活,与患者临床预后不良紧密相关,其稳定性和活性受到严格调控。但 TCP1 是否以及如何调节 c-Myc 参与癌症进展仍有待研究。
为了揭开这些谜团,福建医科大学的研究人员勇挑重担,开展了一系列深入研究。他们的研究成果发表在《Communications Biology》上,为肿瘤研究领域带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,利用慢病毒转染技术构建稳定敲低 TCP1 的细胞系,通过 MTT、细胞集落形成实验检测细胞增殖能力,Transwell 实验检测细胞迁移和侵袭能力。在动物实验中,构建裸鼠皮下异种移植瘤模型和尾静脉转移模型,观察肿瘤生长和转移情况;运用基因编辑技术构建 TCP1 基因敲入(TCP1-KI)小鼠,用于构建二乙基亚硝胺(DEN)诱导的原发性肝癌模型。同时,通过蛋白质免疫印迹(WB)、实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)、免疫组化(IHC)、免疫荧光(IHF)、泛素化实验等方法,从分子水平深入探究相关机制。研究样本来自福建医科大学附属协和医院和第一附属医院的多种实体瘤患者。
下面让我们详细看看研究结果。
- TCP1 在多种实体瘤中高表达且与不良预后相关:研究人员借助癌症基因组图谱(TCGA)数据库和基因型 - 组织表达(GTEx)数据库,对肿瘤和正常组织中 TCP1 的表达进行分析,发现多数实体瘤组织中 TCP1 表达高于正常组织。Kaplan - Meier 生存分析显示,乳腺癌和肺癌患者中,高 TCP1 表达与较短的总生存期(OS)显著相关。进一步对多种癌症进行验证,包括肝癌、胰腺癌、肺癌、淋巴瘤、胃癌和甲状腺癌,结果表明肿瘤组织中 TCP1 平均水平高于癌旁组织。对肝癌和胰腺癌的研究发现,低分化肿瘤中 TCP1 表达更高,且其表达水平与患者复发时间呈负相关,高表达 TCP1 的胰腺癌患者 OS 和无病生存期(DFS)更短。
- 抑制 TCP1 可抑制肝癌和胰腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭:研究人员利用慢病毒载体携带靶向 TCP1 的短发夹 RNA(shRNA)感染 Huh7、SMMC - 7721、PANC - 1 和 BxPC - 3 细胞,成功构建 TCP1 敲低细胞系。MTT 和细胞集落形成实验表明,敲低 TCP1 显著抑制细胞生长和集落形成能力;Transwell 实验显示,敲低 TCP1 后,四种细胞系的迁移和侵袭能力均受到显著抑制。
- 抑制 TCP1 表达可抑制小鼠模型中的肿瘤生长和转移:研究人员建立裸鼠异种移植瘤模型,将稳定表达 shTCP1 或对照 shRNA 的肝癌和胰腺癌细胞系皮下注射到裸鼠体内。结果显示,敲低 TCP1 的肿瘤生长明显减缓,肿瘤体积和重量显著降低。通过尾静脉注射标记荧光素酶的细胞构建转移模型,发现敲低 TCP1 显著减少肝癌和胰腺癌细胞的体内转移,且敲低 TCP1 的癌细胞处理的小鼠 OS 显著延长。
- 敲低 TCP1 通过泛素 - 蛋白酶体系统加速 c-Myc 的降解:研究人员发现,敲低 TCP1 后,癌细胞中 c-Myc 蛋白水平显著下降,但 mRNA 水平无明显变化。使用蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺(CHX)处理细胞,发现敲低 TCP1 的癌细胞中 c-Myc 降解更快;添加蛋白酶体抑制剂 MG132 后,c-Myc 降解受到显著抑制。泛素化实验表明,敲低 TCP1 增加了 c-Myc 的泛素化水平,促进其降解。
- TCP1 通过 AKT/GSK-3β 和 ERK 信号通路调节 c-Myc 的稳定性:研究表明,c-Myc 的稳定性受其苏氨酸 58(T58)和丝氨酸 62(S62)位点磷酸化的调控,AKT/GSK-3β 和 ERK 通路参与其中。敲低 TCP1 导致 c-Myc 总蛋白水平、p-c-Myc S62 与 p-c-Myc T58 的比值下降,同时 AKTS473、GSK-3βS9和 ERK 的磷酸化水平降低;过表达 TCP1 则产生相反效果。使用 GSK-3β 抑制剂 AR-A014418 处理细胞,c-Myc 蛋白水平增加,且该趋势不受 TCP1 敲除影响;使用 AKT 特异性抑制剂 AKT inhibitor VIII 处理细胞,c-Myc 蛋白水平下降,表明 TCP1 是 AKT/GSK-3β 通路的上游调节因子。
- 在 DEN 诱导的小鼠模型中敲入 TCP1 促进原发性肝癌的发生:研究人员构建了野生型(WT)和 TCP1-KI 小鼠的 DEN 诱导原发性肝癌模型。48 周后,与 WT 小鼠相比,TCP1-KI 小鼠肝脏中肿瘤结节数量、肝脏重量比和肿瘤体积显著增加。组织学分析显示,TCP1-KI 小鼠肿瘤组织的正常肝结构丧失、细胞学异型性更严重、细胞质空泡更明显,且甲胎蛋白(AFP)蛋白表达呈阳性。IHC 结果显示,TCP1-KI 小鼠中 c-Myc 和 Ki67 表达显著增加。WB 分析表明,TCP1 过表达激活了 AKT/GSK-3β 和 ERK 通路,促进了 c-Myc 的表达。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究首次证实了 TCP1 与 c-Myc 之间的关系,揭示了 TCP1 通过 AKT/GSK-3β 和 ERK 信号通路调节 c-Myc 稳定性,进而影响肿瘤发生发展的机制。这为深入理解肝癌和胰腺癌的发病机制提供了新的视角,也为肿瘤治疗提供了潜在的新靶点。不过,研究也存在一些局限性,如 TCP1 作为肿瘤标志物的验证、在更大队列或多中心研究中的进一步验证,以及对 TCP1 与 AKT 或 ERK 直接相互作用和在其他癌症中的作用研究等。但总体而言,该研究为肿瘤研究开辟了新的方向,有望推动肿瘤治疗领域的进一步发展。