《Journal of Hematology & Oncology》:The R-RAS2 GTPase is a signaling hub in triple-negative breast cancer cell metabolism and metastatic behavior
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为探究 R-RAS2 在三阴性乳腺癌(TNBC)中的作用机制,研究人员通过对条件敲入小鼠进行 RNA 测序、构建细胞系等研究,发现 R-RAS2 可调控 TNBC 细胞代谢和转移行为。该研究为 TNBC 治疗提供了新的潜在靶点,意义重大。
在女性健康领域,乳腺癌是全球范围内女性最常被诊断出的癌症,也是癌症相关死亡的主要原因,其中三阴性乳腺癌(TNBC)因其特殊的生物学特性,预后较差。TNBC 对激素和抗体治疗不敏感,患者 5 年生存率比激素受体阳性的乳腺癌患者低 8 - 16%。同时,尽管生育对乳腺癌有长期保护作用,但产后短期内患乳腺癌的风险会增加,且产后乳腺癌与 TNBC 的高发病率相关,其预后更差,转移风险更高。在这样的背景下,探究 TNBC 的发病机制和寻找有效的治疗靶点迫在眉睫。
来自西班牙多个研究机构的研究人员开展了关于 R-RAS2 在 TNBC 中作用的研究。他们发现,R-RAS2 与 TNBC 细胞的代谢、迁移、侵袭和转移密切相关,是 TNBC 恶性发展的核心驱动因素,有望成为 TNBC 治疗的新靶点。该研究成果发表在《Journal of Hematology & Oncology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物模型构建方面,利用不同的 Cre 重组酶小鼠系,诱导 RRAS2 在特定组织中条件性过表达;通过 RNA 测序分析肿瘤样本和正常乳腺组织的基因表达和突变情况;运用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术敲除细胞系中的 RRAS2 基因,以及使用慢病毒载体构建 RRAS2 knockdown 细胞系;此外,还通过蛋白质组学分析、免疫共沉淀、Western blotting 等技术研究蛋白之间的相互作用和信号通路的变化。
研究结果如下:
- RRAS2 驱动的乳腺肿瘤中体细胞突变的模式:对 RRAS2 过表达小鼠的乳腺肿瘤进行 RNA 测序分析,发现大量体细胞突变,涉及 RAS 蛋白信号转导通路、PI3K - Akt 和 MAPK 信号通路等,还影响细胞与细胞外基质(ECM)的相互作用、肌动蛋白细胞骨架的调节以及 Wnt 信号通路。部分基因的突变在不同肿瘤中反复出现,暗示存在强烈的选择压力。
- RRAS2 对乳腺癌细胞肿瘤发生的依赖性:从 RRAS2 过表达小鼠的原发性肿瘤中建立了 CBM - MBC21 细胞系,该细胞系为三阴性乳腺癌细胞系。研究发现,RRAS2 表达降低会减缓 CBM - MBC21 细胞的增殖速度,抑制肿瘤在体内的生长。在多种人类乳腺癌细胞系中也得到类似结果,表明 RRAS2 对乳腺癌细胞的生长至关重要。
- R - RAS2 与多种膜受体的关联:通过蛋白质组学分析,鉴定出 245 种与 R - RAS2 相互作用的细胞表面相关蛋白,包括溶质转运蛋白、Wnt β - catenin 通路元件、细胞 - 细胞粘附或 ECM 相关蛋白等。通过免疫共沉淀和共聚焦显微镜验证了 R - RAS2 与 CD44、CD98hc/LAT1 等膜受体的相互作用。
- R - RAS2 对乳腺癌细胞代谢和 mTOR 通路的调控:R - RAS2 通过 CD98hc/CD98lc(LAT1)大中性氨基酸转运体介导信号传导,激活 mTORC1 通路。R - RAS2 缺失会降低线粒体的最大呼吸速率和备用呼吸能力,使细胞对葡萄糖的依赖性增强。
- R - RAS2 对肌动蛋白细胞骨架重排和细胞迁移的影响:R - RAS2 是 CD44 促进的细胞突起形成所必需的,涉及肌动蛋白细胞骨架的重排。R - RAS2 在膜脊处被激活,介导 PI3K/Akt 激活,促进乳腺癌细胞的迁移和转移。在体内实验中,RRAS2 knockdown 的细胞系形成转移灶的能力明显降低。
研究结论表明,R - RAS2 与多种血浆膜受体相关,影响 TNBC 细胞的增殖、代谢、迁移、ECM 相互作用和远端转移形成。它通过 CD98/LAT1 转运体介导 mTOR 激活,通过 CD44 促进肌动蛋白细胞骨架重排、细胞迁移、侵袭和转移。这一研究揭示了 R - RAS2 在 TNBC 中的关键作用,为 TNBC 的治疗提供了新的潜在靶点,有助于开发更有效的 TNBC 治疗策略,对改善 TNBC 患者的预后具有重要意义。同时,研究中发现的 R - RAS2 与 Wnt 通路等的潜在联系,也为后续进一步研究 TNBC 的发病机制提供了新的方向。