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结直肠癌（CRC）死亡率高，发病机制复杂。研究人员开展 GRPEL2 在 CRC 中作用的研究，发现 GRPEL2 在 CRC 中上调，抑制其表达可抑制肿瘤增殖和迁移，且 E2F8/GRPEL2/TIGAR 通路存在调控关系，为 CRC 治疗提供新靶点。
在全球范围内，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）就像一个 “隐形杀手”，严重威胁着人们的生命健康，是导致癌症死亡的主要原因之一，尤其是在发达国家，其发病率居高不下。尽管在 CRC 的诊断和治疗方面已经取得了一些进展，但它的发病机制仍然如同一个神秘的迷宫，错综复杂。目前，由于缺乏有效的治疗手段，CRC 的复发和转移情况频繁出现，这使得患者的临床预后往往较差。因此，寻找新的机制，确定诊断标志物、预后因素以及治疗靶点，成为了攻克 CRC 的关键所在。
为了揭开 CRC 发病机制的神秘面纱，来自湖南省肿瘤医院中西医结合中心等机构的研究人员展开了深入的研究。他们将目光聚焦于 GRPEL2，这是一种对线粒体功能有着重要调控作用的蛋白，此前已有研究表明它在多种癌症中扮演着致癌角色，但它在 CRC 中的具体功能以及相关机制却尚不明确。研究人员通过一系列实验，最终发现 GRPEL2 在 CRC 肿瘤组织和细胞系中显著上调，高表达的 GRPEL2 与 CRC 患者的不良预后密切相关。抑制 GRPEL2 的表达可以通过诱导线粒体损伤，有效抑制 CRC 细胞的增殖和迁移。此外，研究还揭示了 E2F8/GRPEL2/TIGAR 通路的调控机制，为 CRC 的治疗提供了全新的视角和潜在的治疗靶点。该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们首先从 TCGA 数据库获取 CRC 样本的 RNA-seq 数据进行生物信息分析，同时收集了 68 例 CRC 患者的肿瘤及癌旁组织样本 。通过定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）对基因表达进行验证，利用免疫共沉淀（Co-IP）技术确定蛋白间的相互作用，借助双荧光素酶报告基因检测验证基因的转录调控，还构建了异种移植小鼠肿瘤模型来研究肿瘤的生长和转移情况。
研究结果具体如下：
- GRPEL2 在 CRC 中上调且与不良预后相关：通过分析多个 GEO 数据集和 TCGA 数据库，研究人员发现 GRPEL2 在 CRC 肿瘤组织中显著上调。对 68 例患者的研究显示，高表达 GRPEL2 的患者总生存期更短。免疫组化染色结果也表明，GRPEL2 的表达与肿瘤分期以及 CRC 生物标志物癌胚抗原（CEA）和糖类抗原 19 - 9（CA199）的水平呈正相关。此外，在 CRC 细胞系中，GRPEL2 的表达也明显高于正常人大肠上皮细胞。
- 抑制 GRPEL2 抑制 CRC 细胞增殖和迁移：在 DLD-1 和 HCT116 细胞中敲低 GRPEL2 后，体外实验表明细胞的增殖和迁移能力显著受到抑制。在体内实验中，敲低 GRPEL2 的 DLD-1 和 HCT116 细胞构建的异种移植瘤生长明显受到抑制，且肿瘤组织中 Ki-67 水平降低，同时 CRC 细胞的肝转移能力也明显受损。
- 抑制 GRPEL2 促进 CRC 细胞线粒体损伤：鉴于 GRPEL2 定位于线粒体，研究人员利用透射电子显微镜（TEM）观察发现，抑制 GRPEL2 会导致线粒体超微结构严重破坏，嵴紊乱，膜间隙和嵴间隙不规则。同时，细胞内活性氧（ROS）生成显著增加，线粒体膜电位降低，钙黄绿素（Calcein）荧光信号减弱，表明线粒体通透性转换孔（mPTP）开放增强，细胞质中细胞色素 c 含量升高。
- GRPEL2 与 TIGAR 相互作用调节线粒体功能：通过液相色谱 - 质谱联用（LC - MS/MS）筛选和 Co-IP 实验，研究人员发现 GRPEL2 能与 TIGAR 直接相互作用。在 CRC 中，TIGAR 也显著上调，且与 GRPEL2 的表达呈正相关。抑制 GRPEL2 会降低 TIGAR 蛋白的稳定性。
- 过表达 TIGAR 挽救 GRPEL2 抑制诱导的抗肿瘤效应：实验表明，过表达 TIGAR 可以缓解 GRPEL2 抑制诱导的线粒体损伤，抑制 ROS 生成，增加线粒体膜电位，阻断 Calcein 荧光信号增强。在体外，过表达 TIGAR 能促进 CRC 细胞的增殖和迁移；在体内，过表达 TIGAR 可显著刺激肿瘤生长和肝转移。
- GRPEL2 在 CRC 中受 E2F8 正调控：通过生物信息学预测和实验验证，研究人员发现 E2F8 是 GRPEL2 的上游调节因子。E2F8 能与 GRPEL2 启动子区域直接结合，促进其转录和表达。在 CRC 患者样本中，E2F8 的表达与 GRPEL2 呈正相关，抑制 E2F8 会显著降低 GRPEL2 的表达。
- 过表达 E2F8 增强 GRPEL2 抑制下的 CRC 发展：过表达 E2F8 可以减少 ROS 生成，增加线粒体膜电位，促进 mPTP 关闭，降低细胞质中细胞色素 c 含量。同时，过表达 E2F8 能促进 CRC 细胞的增殖和迁移，挽救 GRPEL2 抑制导致的抗增殖和抗迁移效应。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次揭示了 GRPEL2 在 CRC 中的致癌作用以及 E2F8/GRPEL2/TIGAR 通路的分子机制。GRPEL2 的过表达与 CRC 患者的不良预后相关，抑制 GRPEL2 可通过诱导线粒体损伤抑制肿瘤进展。TIGAR 作为 GRPEL2 的下游靶点，在调节线粒体功能和肿瘤发展中起着重要作用。E2F8 作为 GRPEL2 的上游调节因子，正向调控 GRPEL2 的表达。这些发现为 CRC 的治疗提供了新的潜在靶点和理论依据，有望推动 CRC 治疗领域的进一步发展，为改善患者的预后带来新的希望 。
