中山大学陈剑辉教授团队：新的胃癌预后标志物和治疗靶点
10月18日，中山大学陈剑辉教授研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了题为“Tumor-secreted LCN2 impairs gastric cancer progression via autocrine inhibition of the 24p3R/JNK/c-Jun/SPARC axis”的研究论文，本研究旨在探究LCN2在胃癌进展中的功能作用及其调控机制。研究人员观察到在胃癌患者中，LCN2表达水平与较低的胃癌分级和更好的预后呈正相关。体外和体内实验表明，LCN2过表达可抑制胃癌的增殖和转移。转录组测序鉴定出分泌型蛋白酸性富半胱氨酸(SPARC)为LCN2下游的关键靶点。机制上，c-Jun作为转录因子诱导SPARC表达，LCN2通过抑制JNK/c-Jun通路来下调SPARC表达。此外，LCN2通过自分泌信号通路与受体24p3R结合，直接抑制JNK的磷酸化，进而抑制JNK/c-Jun通路。最后，对临床数据的分析显示，SPARC表达与较低的胃癌分级和更好的预后呈负相关，在胃癌中，LCN2表达与p-JNK、c-Jun和SPARC表达呈负相关。这些发现表明，LCN2/24p3R/JNK/c-Jun/SPARC轴在胃癌的恶性进展中起着关键作用，提供了新的预后标志物和治疗靶点。
背景信息
胃癌（GC）是全球第五大常见的癌症，也是第三大癌症相关死亡原因。尽管随着综合治疗的发展，GC的预后有所改善，但胃癌患者的5年生存率仍低于40%。此外，对于转移复发和晚期胃癌的预后仍然令人不满意，因为其发生和进展的机制尚不清楚。因此，揭示胃癌的病因、识别新的诊断标志物以及发现有前途的治疗靶点迫在眉睫。
LCN2/NGAL（简称LCN2）涉及多种生理功能，包括跨细胞膜的疏水配体运输、免疫反应调节、铁稳态维持和上皮细胞分化促进。同时，LCN2功能失调还与多种人类疾病有关，如肥胖症、代谢综合征和心血管疾病。值得注意的是，最近的研究表明，LCN2在包括乳腺癌、结肠癌和胰腺癌在内的多种癌症中异常表达。此外，LCN2在不同癌症中的肿瘤学作用已经得到研究，揭示了它与癌症发生和发展的密切关系。然而，LCN2在GC中的作用和机制仍不清楚且存在争议。研究报告表明，LCN2通过下调MMP2来抑制EMT过程，从而抑制GC的进展。然而，另有研究人员提出，LCN2通过不同的分子机制促进GC进展。值得注意的是，先前的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据发现，在转移淋巴结（LN）中LCN2的表达水平低于与其配对的原发性GC部位，这表明LCN2可能与GC进展有关。因此，研究LCN2在GC中的作用至关重要，并值得进一步研究。
LCN2在体外可抑制 GC 细胞的增殖、迁移和侵袭能力
GC细胞系根据其内源性LCN2水平的高低被选择用于增效或减效研究。研究人员通过逆转录-定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹法验证了LCN2稳定过表达和敲低的效率。细胞计数试剂盒(CCK-8)实验表明，LCN2过表达抑制GC细胞增殖，而LCN2敲低则表现出相反的效果。研究人员使用迁移和伤口愈合实验用于评估LCN2对GC细胞迁移和侵袭的影响。结果表明，LCN2过表达延缓了伤口愈合，降低了迁移和侵袭能力。相反，在LCN2敲低后，这些能力显著增强。最后，克隆形成实验表明，LCN2过表达导致克隆数量减少，而LCN2敲低促进了克隆形成。综上所述，这些结果表明LCN2在体外抑制GC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。
LCN2在体外可抑制 GC 细胞的增殖、迁移和侵袭能力
LCN2在体内能抑制GC的生长和转移
为了验证体外分析的结果，研究人员利用异种移植模型研究了LCN2在肿瘤生长和转移中的作用。在裸鼠中，MGC803细胞（MGC-803-LCN2）中LCN2的过表达降低了肿瘤体积和重量。此外，LCN2过表达组中Ki-67阳性细胞的数量显著减少，而E-cadherin阳性细胞的数量增加。为了研究LCN2对GC血源性转移的体内影响，研究人员将MGC803-载体或MGC803-LCN2细胞注射到裸鼠尾静脉中以建立肺转移模型。与载体组相比，LCN2过表达组在注射后40天的转移结节显著减少。此外，为了确定LCN2对GC淋巴转移的影响，研究人员使用裸鼠腘窝淋巴结转移模型模拟GC的定向引流和转移。与载体组相比，在模型建立32天后，LCN2过表达组的淋巴结体积显著减小，淋巴转移率也较低。总之，这些观察结果表明LCN2在体内也抑制GC的生长和转移。
胃癌中LCN2、SPARC和c-Jun的临床意义
最后，研究人员评估了在体外研究中发现的LCN2/JNK/c-Jun/SPARC轴在GC中的临床相关性。研究人员发现，与匹配的非肿瘤组织相比，GC组织中SPARC表达显著上调，并且在TCGA队列中，SPARC的表达水平与较高的肿瘤分级呈正相关。同样，在队列中，RT-qPCR和蛋白质免疫印迹显示，与匹配的非肿瘤组织相比，GC组织中SPARC和c-Jun的表达显著上调，SPARC表达与GC分级呈正相关。此外，在TCGA数据库和队列中，SPARC和c-Jun的过表达与GC患者的总生存期缩短有关。而且，研究人员还观察到，在GC中，SPARC表达与N-cadherin、MMP2和MMP9的表达呈正相关。对TCGA和本研究队列中GC组织中LCN2、c-Jun和SPARC表达水平的分析显示，LCN2与c-Jun和SPARC的表达水平呈负相关，c-Jun与SPARC的表达呈正相关。IHC还揭示了低表达LCN2与高水平p-JNK、c-Jun和SPARC在GC组织中的表达相关。总之，这些发现表明LCN2/JNK/c-Jun/SPARC轴在GC的生长和转移中起着广泛的作用。
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