阐明上皮细胞粘附分子(EpCAM)-肝细胞生长因子受体(HGFR)串扰在结直肠癌转移中的作用:对靶向治疗的启示
结直肠癌(CRC)是全球重大的健康负担,是癌症相关死亡的主要原因之一。CRC的进展通常以获得转移潜能为标志,而转移是导致治疗失败和患者预后不良的主要原因。上皮细胞粘附分子(EpCAM)是一种跨膜糖蛋白,与癌症生物学的多个方面有关,包括增殖、存活和转移。值得注意的是,EpCAM在包括CRC在内的多种癌症类型中经常过表达,且与疾病的晚期阶段和不良预后相关。尽管EpCAM在癌症进展中的作用已有充分记录,但EpCAM信号传导在转移过程中的确切机制,特别是在与其他致癌通路串扰的情境下,仍不完全清楚。

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引言
结直肠癌(CRC)是全球重大的健康负担,是癌症相关死亡的主要原因之一。CRC的进展通常以获得转移潜能为标志,而转移是导致治疗失败和患者预后不良的主要原因。上皮细胞粘附分子(EpCAM)是一种跨膜糖蛋白,与癌症生物学的多个方面有关,包括增殖、存活和转移。值得注意的是,EpCAM在包括CRC在内的多种癌症类型中经常过表达,且与疾病的晚期阶段和不良预后相关。尽管EpCAM在癌症进展中的作用已有充分记录,但EpCAM信号传导在转移过程中的确切机制,特别是在与其他致癌通路串扰的情境下,仍不完全清楚。
肝细胞生长因子受体(HGFR),又称MET,是另一种在癌症发展和进展中起关键作用的受体酪氨酸激酶(RTK)。HGFR被其配体肝细胞生长因子(HGF)激活后,会触发一系列下游信号事件,促进细胞增殖、存活、迁移和侵袭。HGFR信号传导的异常与包括CRC在内的多种癌症的转移有关,使其成为一个有吸引力的治疗靶点。
在本研究中,我们提出了EpCAM和HGFR信号通路之间可能存在串扰,以控制CRC的转移活性。我们假设EpCAM信号传导可能与HGFR信号传导相互作用,从而增强结肠癌细胞的转移潜能,从而为CRC转移的分子机制提供新的见解,并确定潜在的治疗靶点。

材料与方法
细胞系和试剂
人CRC细胞系,包括HCT116、SW480和SW620,均购自美国模式培养物集存库(ATCC),并在适当的培养条件下进行培养。重组人EpCAM胞外结构域(EpEX)和HGF蛋白从商业来源购买。抗EpCAM中和抗体(EpAb2-6)和HGFR抑制剂(克唑替尼)用于体外和体内实验。
免疫沉淀(IP)、酶联免疫吸附测定(ELISA)和荧光共振能量转移(FRET)分析
为了探究EpEX和HGFR之间的潜在相互作用,我们对用重组EpEX或HGF蛋白孵育的CRC细胞裂解液进行了IP实验。通过Western印迹法使用特异性抗体检测EpEX-HGFR复合物的存在。ELISA用于量化EpEX和HGFR之间的结合亲和力。荧光共振能量转移(FRET)分析用于可视化和确认活细胞中EpEX和HGFR之间的直接相互作用。
Western印迹法
我们采用Western印迹法评估了经EpEX、HGF或两者联合处理的CRC细胞系中EpCAM和HGFR信号通路关键蛋白以及下游效应蛋白的表达水平。
功能测定
我们使用MTT法、划痕愈合实验和Transwell侵袭实验分别评估了EpEX对CRC细胞增殖、迁移和侵袭的影响。通过在EpEX或HGF刺激前用EpAb2-6或克唑替尼预处理细胞,进一步研究了EpCAM-HGFR串扰在这些过程中的作用。
体内模型
为了验证靶向EpCAM和HGFR信号传导在CRC治疗中的潜力,我们通过尾静脉注射CRC细胞在裸鼠中建立了转移性和原位结肠癌模型。小鼠分别接受EpAb2-6、克唑替尼或两者联合治疗,并监测肿瘤生长、转移和生存情况。
结果
EpEX与HGFR相互作用并诱导下游信号传导
我们的IP、ELISA和FRET分析表明,EpEX与CRC细胞中的HGFR存在直接相互作用。EpEX刺激激活了HGFR及其下游信号通路,包括RAS/MAPK和PI3K/AKT通路,如ERK和AKT磷酸化增加所示。
EpEX和HGF协同介导HGFR信号传导
CRC细胞共处理EpEX和HGF导致HGFR信号传导的协同激活,与单独使用任一配体处理相比,下游效应蛋白的磷酸化增强。这种协同效应表明CRC细胞中EpCAM和HGFR信号通路之间存在潜在的串扰。
EpEX增强结肠癌细胞的上皮间质转化和转移潜能
功能测定显示,EpEX处理促进了CRC细胞的增殖、迁移和侵袭。从机制上讲,EpEX激活了ERK和FAK-AKT信号通路,进而增强了上皮间质转化(EMT)程序,如间质标志物(如波形蛋白)的上调和上皮标志物(如E-钙黏蛋白)的下调所示。此外,EpEX处理通过降低GSK3β活性稳定了活性β-catenin和Snail蛋白,从而有助于结肠癌细胞的转移潜能。
EpAb2-6与克唑替尼联合治疗抑制肿瘤进展并延长生存期
体内实验表明,与单药治疗或对照组相比,EpAb2-6与克唑替尼联合治疗显著抑制了转移性和原位CRC模型中的肿瘤生长和转移。此外,联合治疗延长了荷瘤小鼠的生存期,突显了其在治疗高EpCAM表达的CRC患者中的治疗潜力。
讨论
我们的研究为CRC转移中EpCAM和HGFR信号通路之间的新型串扰提供了有力证据。我们证明EpEX与HGFR相互作用并协同激活下游信号传导,导致结肠癌细胞上皮间质转化和转移潜能增强。此外,我们发现通过EpAb2-6和克唑替尼联合靶向EpCAM和HGFR信号传导可有效抑制CRC模型中的肿瘤进展并延长生存期。
这些发现对针对CRC的靶向治疗具有重要意义。鉴于EpCAM在CRC中的高表达率及其与不良预后的关联,将EpCAM信号传导靶向与HGFR抑制相结合可能代表了一种改善患者预后的有前景的治疗策略。未来需要进一步研究以阐明EpCAM-HGFR串扰的分子机制,并评估这种联合疗法在CRC患者中的临床疗效。
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