《Cellular Signalling》:RARG promotes gastric cancer progression by activating PMEPA1 transcription and Wnt/β-catenin signalling
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本研究揭示RARG通过调控PMEPA1表达及直接结合β-catenin激活Wnt/β-catenin信号通路促进胃癌进展,为靶向RARG治疗提供理论依据。
作者:龙琴(Long Qin)、费文(Fei Wen)、郭书燕(Shuyan Guo)、张文涛(Wentao Zhang)、蔡伟文(Weiwen Cai)、马若涵(Ruohan Ma)、刘晨(Chen Liu)、任文(Wen Ren)、叶慧丽(Huili Ye)、焦佐仪(Zuoyi Jiao)
中国甘肃省兰州市兰州大学第二医院及临床医学院崔颖生物医学研究中心,邮编730030
摘要
目的
胃癌(GC)的发病机制十分复杂,受到感染、基因突变、表观遗传重编程以及肿瘤微环境(TME)重塑的共同影响,这些因素均促进了肿瘤的发生、转移和免疫逃逸。视黄酸受体γ(RARG)与多种癌症相关,但其在胃癌中的作用仍不明确。本研究探讨了RARG在胃癌中的功能及其潜在的调控机制。
方法
我们利用转录因子预测和CUT&Tag测序技术识别PMEPA1的上游调控因子。通过Western blotting和免疫组化(IHC)检测胃癌组织中RARG的表达情况,并通过功能实验评估RARG通过PMEPA1对胃癌的影响。进一步通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析RARG在胃癌中的作用,并在体外和体内验证其机制。
结果
我们发现RARG是PMEPA1的转录调控因子,其在胃癌上皮细胞中的表达水平升高,且与较差的整体生存率相关。RARG的敲低抑制了胃癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力,而PMEPA1的重新表达部分恢复了这些表型。此外,RARG直接结合β-连环蛋白(β-catenin),促进其核内积累,这与增强的Wnt/β-连环蛋白信号通路一致。
结论
RARG通过基因组机制转录激活PMEPA1,从而促进胃癌的发展;同时,它还直接结合β-连环蛋白,增强Wnt/β-连环蛋白信号通路。
引言
胃癌是全球发病率和死亡率第五高的癌症类型,由于诊断时常较晚、具有高度转移潜能以及高度异质的肿瘤微环境(TME),其预后较差[1]、[2]。胃癌的发病机制十分复杂,涉及幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)感染等因素,这些因素导致基因突变、染色体不稳定、表观遗传重编程以及TME的重塑,共同促进了肿瘤的发生、转移和免疫逃逸[3]、[4]、[5]。因此,研究胃癌的发病机制对于肿瘤预防和治疗至关重要。
视黄酸受体γ(RARG)属于视黄酸受体(RAR)家族,最初因基因融合而被发现为血液系统恶性肿瘤的致癌驱动因子[6]、[7]。近期研究强调了其在多种实体瘤中的重要作用[8]。RARG与视黄酸X受体(RXRs)形成异二聚体,介导配体依赖性的基因调控[9]。此外,RARG通过多种信号通路(包括Wnt/β-连环蛋白[10]、PI3K/AKT[12]、Hippo-Yap[13]和TRAF6-IL-6-STAT3[14])调节肿瘤的发生和发展,从而调控基因表达、增殖和分化。胃癌中RARG的过表达与上皮-间质转化(EMT)相关[15]。然而,RARG具体如何促进胃癌发展的机制仍不清楚,需要进一步研究。
在之前的研究中,我们报道了前列腺跨膜蛋白雄激素诱导因子1(PMEPA1)在胃癌中的作用[16]。本研究确定了RARG作为PMEPA1的转录调控因子,并发现RARG直接结合β-连环蛋白,促进其核内积累并激活Wnt/β-连环蛋白信号通路。我们的发现扩展了对RARG在胃癌中功能的理解。
细胞与培养条件
人胃癌细胞系MKN-45、SNU-216、AGS和HGC-27由中国医学科学院提供,HEK-293T细胞来自美国类型培养集(ATCC)。所有细胞系均通过短串联重复序列(STR)分析进行鉴定,并确认无支原体污染。SNU-216、AGS、HGC-27和HEK-293T细胞在含有10%胎牛血清(FBS)、100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素的DMEM培养基中培养。
RARG被确定为胃癌中PMEPA1的转录调控因子
为了识别PMEPA1的调控因子,我们使用JASPAR、AnimalTFDB和GTRD数据库查询了PMEPA1启动子区域的潜在结合位点。通过分析TCGA数据库,我们选择了与PMEPA1表达相关性系数大于0.3的基因。四个数据集的比较确定了15个潜在的转录因子:RUNX1、NR2F1、TEAD1、RELA、CEBPB、RARA、SNAI2、CUX1、ELK3、ETV4。
讨论
胃癌的发展受多种因素影响,包括遗传易感性、环境暴露、幽门螺杆菌等感染、饮食习惯以及表观遗传改变,这些因素增加了致癌过程的复杂性,使得精确机制的确定变得困难[2]、[22]。本研究证实RARG是一种激活PMEPA1表达的转录因子,且RARG的敲除显著降低了PMEPA1的水平并抑制了胃癌的发展。
CRediT作者贡献声明
龙琴(Long Qin):撰写初稿、数据可视化、概念构思。
费文(Fei Wen):数据分析、数据整理。
郭书燕(Shuyan Guo):数据分析。
张文涛(Wentao Zhang):研究方法设计。
蔡伟文(Weiwen Cai):研究方法设计。
马若涵(Ruohan Ma):数据整理。
刘晨(Chen Liu):数据整理。
任文(Wen Ren):数据整理。
叶慧丽(Huili Ye):撰写、审稿与编辑、概念构思。
焦佐仪(Zuoyi Jiao):项目监督、概念构思。
资助
本研究得到了国家自然科学基金(32360186;82560480)、甘肃省重点研发项目(25YFWA029)、兰州大学第二医院及临床医学院崔颖科技创新计划(CY2023-MS-A02)、兰州大学第二医院崔颖科技创新计划(CYXZPT2025-03)以及甘肃省重点人才项目(2023RCXM65)的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本论文研究的个人关系。
致谢
我们感谢兰州大学崔颖生物医学研究中心、普通外科部门及第二临床医学院的所有成员。