Prkci 通过磷酸化和稳定 Tgfbr1 激活 TGF-β 信号促进结直肠癌转移的机制研究

结直肠癌（CRC）转移机制尚不明确。本研究聚焦 Prkci 在 CRC 转移中的作用，发现其在转移性 CRC 组织中显著上调，通过磷酸化并稳定 Tgfbr1 激活 TGF-β 信号，促进上皮 - 间质转化（EMT）。体内实验显示敲除 Prkci 可抑制转移并延长生存期，为抗转移治疗提供新靶点。

　　

结直肠癌（colorectal cancer, CRC）作为全球第三大常见癌症，其转移是导致患者死亡的主要原因。尽管早期诊断和治疗手段有所进步，但发生肝、肺转移的晚期 CRC 患者五年生存率仍低于 15%。当前，上皮 - 间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）被认为是驱动肿瘤侵袭和转移的关键过程，而转化生长因子 β（transforming growth factor β, TGF-β）信号通路的异常激活与 CRC 转移密切相关。然而，调控 TGF-β 信号通路的上游分子机制尚未完全阐明，开发针对 CRC 转移的有效治疗策略迫在眉睫。

为探索 CRC 转移的分子机制，新疆维吾尔自治区人民医院胃肠外科等机构的研究人员开展了相关研究。团队发现，非典型蛋白激酶 C ι（protein kinase C iota, Prkci）在转移性 CRC 组织中显著高表达，且其通过磷酸化和稳定 TGF-β 受体 1（Tgfbr1），激活 TGF-β/Smad 信号通路，进而促进 CRC 细胞的迁移、侵袭和 EMT 过程。该研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》，为 CRC 转移的治疗提供了新的理论依据和潜在靶点。

研究人员主要采用以下关键技术方法：

1. 临床样本分析：收集 19 对结直肠原发及肝转移肿瘤样本，通过免疫组织化学（IHC）和蛋白质印迹（WB）检测 Prkci 和 Tgfbr1 的表达水平；
2. 细胞模型构建：利用 CRISPR-Cas9 技术构建 Prkci 敲除（KO）和过表达细胞系，以及 Tgfbr1 磷酸化位点突变（T47A/T47E）细胞系；
3. 功能验证实验：通过 Trans-well 迁移和侵袭实验、伤口愈合实验检测细胞运动能力，实时定量 PCR（qPCR）和 WB 分析 EMT 相关标志物表达；
4. 动物模型：建立肺转移和肝转移裸鼠模型，观察 Prkci 敲除对体内转移的影响，并通过 Kaplan-Meier 分析评估生存差异；
5. 机制研究：通过免疫共沉淀（Co-IP）、泛素化实验和流式细胞术，探究 Prkci 与 Tgfbr1 的相互作用及磷酸化调控机制。

研究结果

1. Prkci 在转移性 CRC 中高表达并与不良预后相关

通过单细胞 RNA 测序和临床样本分析发现，Prkci 在肝转移癌细胞中显著上调，且其表达水平与患者总生存期呈负相关。IHC 和 WB 结果显示，Prkci 在转移灶中的表达显著高于原发灶及正常组织，提示其可能作为促转移因子发挥作用。

2. Prkci 促进 CRC 细胞的迁移、侵袭和 EMT

功能实验表明，Prkci 过表达显著增强 SW48 和 LoVo 细胞的迁移和侵袭能力，诱导 EMT 标志物（E - 钙黏蛋白减少，N - 钙黏蛋白、波形蛋白增加）的表达变化；而 Prkci 敲除则导致细胞运动能力下降，EMT 过程逆转。这表明 Prkci 是 CRC 细胞获得间充质特性的关键驱动因素。

3. Prkci 通过激活 TGF-β 信号通路促进转移

基因集富集分析（GSEA）显示，TGF-β 信号通路在高表达 Prkci 的肿瘤样本中显著富集。机制研究发现，Prkci 与 Tgfbr1 直接相互作用，磷酸化其第 47 位苏氨酸（T47），抑制 Tgfbr1 的 K11 位泛素化和蛋白酶体降解，从而稳定 Tgfbr1 并激活下游 Smad2/3 磷酸化。阻断 TGF-β 受体（如使用 PF-06952229）或敲低 Tgfbr1 可逆转 Prkci 诱导的信号激活和细胞转移能力。

4. Tgfbr1 T47 磷酸化是 Prkci 功能的关键

构建 Tgfbr1 T47A（磷酸化缺陷）和 T47E（模拟磷酸化）突变体发现，T47 磷酸化可降低 Tgfbr1 泛素化水平，增强其稳定性，并促进 EMT 和细胞侵袭。在 Prkci 敲除细胞中过表达 T47E 突变体可恢复 TGF-β 信号激活和转移能力，证实 Prkci 依赖 Tgfbr1 T47 磷酸化发挥促转移作用。

5. 靶向 Prkci 抑制体内转移并延长生存期

裸鼠转移模型显示，Prkci 敲除显著减少肺和肝转移结节数量，降低转移负荷，并延长小鼠生存期。免疫组化分析表明，敲除 Prkci 可下调 Tgfbr1 和磷酸化 Smad3 的表达，进一步验证其通过抑制 TGF-β 信号通路发挥抗转移作用。

结论与讨论

本研究揭示了 Prkci 在 CRC 转移中的关键作用：通过磷酸化 Tgfbr1 的 T47 位点，抑制其泛素化降解，激活 TGF-β/Smad 信号通路，驱动 EMT 和肿瘤细胞播散。体内外实验证实，靶向 Prkci 可显著抑制 CRC 转移并改善生存，为转移性 CRC 的治疗提供了新靶点。

值得注意的是，Prkci 在多种癌症（如骨肉瘤、胰腺癌）中均作为癌基因发挥作用，但其在 CRC 中的独特机制 —— 通过调控 TGF-β 信号通路促进转移，为跨癌种研究提供了新视角。尽管本研究未明确 Prkci 的上游调控因子，且需进一步验证临床转化的安全性，但结合现有研究中 Prkci 抑制剂（如金硫苹果酸钠）的抗肿瘤效果，靶向 Prkci-Tgfbr1 轴有望成为干预 TGF-β 信号异常的新策略，为联合免疫治疗或化疗提供理论依据。

综上，该研究不仅深化了对 CRC 转移分子机制的理解，也为开发高效低毒的抗转移疗法开辟了新方向，具有重要的科学意义和临床转化潜力。