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为探究 CDX1/2 在调控结肠癌干性中的作用及机制，研究人员以小鼠模型和结肠癌细胞系为对象，发现 CDX1/2 可结合 LGR5 转录起始点下游区域，抑制 β-catenin 介导的 Pol II–DSIF–PAF1C 复合物形成，降低干性基因表达，为结肠癌治疗提供新方向。
在结肠癌的研究领域，如何有效抑制肿瘤的干性和恶性进展一直是亟待解决的关键问题。目前已知，β-catenin 信号通路的异常激活在结肠癌的发生发展中扮演着重要角色，其通过调控一系列靶基因的表达，促进肿瘤细胞的增殖和干性维持。然而，肠道特异性同源蛋白 CDX1 和 CDX2（CDX1/2）在结肠癌干性调控中的具体作用及分子机制尚不清楚，这限制了针对该靶点的治疗策略开发。
为了填补这一研究空白，日本福井大学（University of Fukui）的研究人员开展了相关研究。他们利用基因编辑小鼠模型和人类结肠癌细胞系，深入探讨了 CDX1/2 在结肠肿瘤恶性进展、干性调控以及 β-catenin 介导的转录过程中的作用。研究发现，CDX1/2 通过抑制 β-catenin 促进的 Pol II–DSIF–PAF1C 复合物形成，显著降低了结肠癌干细胞相关基因的表达，从而抑制了肿瘤的干性和恶性进展。该研究成果发表在《Cell Death and Disease》，为结肠癌的治疗提供了新的理论依据和潜在靶点。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是构建 cis-Apc+/-Cdx1+/-等基因编辑小鼠模型，通过观察小鼠肠道肿瘤的发生发展情况，分析 CDX1/2 缺失对肿瘤干性和恶性程度的影响；二是利用 DLD1-TetOff 和 LS174T-TetOff 等结肠癌细胞系，通过四环素诱导表达系统，研究 CDX1/2 及其突变体对细胞干性基因表达的调控作用；三是运用染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、荧光素酶报告基因实验（Luc reporter assays）等分子生物学技术，深入探究 CDX1/2 与 β-catenin、Pol II–DSIF–PAF1C 复合物之间的相互作用机制。
恶性进展在 CDX1 和 CDX2 缺失突变诱导的肠道肿瘤中
通过构建 cis-Apc+/-Cdx1+/-小鼠模型，研究发现单独缺失 Cdx1 不影响肠道肿瘤的数量和大小，但会导致小肠肿瘤上皮细胞深度侵袭黏膜下层；而同时缺失 Cdx1 和 Cdx2（Cdx2+/--cis-Apc+/-Cdx1+/-）则会显著增加结肠肿瘤的数量，形成大肿瘤，并诱导结肠肿瘤细胞黏膜下侵袭。这表明 CDX1 与 CDX2 协同抑制肠道肿瘤的恶性进展。
CDX1 和 CDX2 对结肠癌干性的抑制作用
在 DLD1-TetOff 细胞中诱导表达野生型 CDX1/2 后，通过微阵列分析和 qPCR 检测发现，DNA 结合抑制因子家族成员 ID1、ID3 以及 c-MYC 等干性相关基因的表达显著下调，同时 LGR5 和 CD44 等结肠癌干细胞标志物的 mRNA 和蛋白水平也明显降低。而 CDX2 的转录缺陷型同源结构域（HD）突变体（如 Cdx2-RNR:3E）则无法抑制这些基因的表达，表明 CDX1/2 通过其 HD 结构域抑制结肠癌干性相关基因的表达。
CDX1 和 CDX2 诱导的 LGR5 转录起始点周围 Pol II、DSIF 和 PAF1 水平降低
ChIP-seq 分析显示，CDX1/2 结合于 LGR5 转录起始点（TSS）下游约 1000 bp 的区域。荧光素酶报告基因实验表明，CDX1/2 可剂量依赖性地抑制 β-catenin-S33Y 诱导的 LGR5 报告基因活性，且两者具有协同作用。进一步研究发现，CDX1/2 表达增加了 LGR5 启动子区域和第一内含子的 H3K27ac 和 H3K4me3 水平，形成开放染色质结构，但降低了 Pol II、SPT5（DSIF 复合物成分）和 PAF1（PAF1C 复合物成分）在 LGR5 TSS 下游的结合水平，表明 CDX1/2 通过抑制 Pol II 介导的转录延伸来抑制 LGR5 表达。
CDX1/2 通过 DSIF 和 PAF1C 抑制 β-catenin 促进的活性 Pol II 复合物形成
免疫共沉淀实验表明，β-catenin-S33Y 可促进 SPT5、PAF1、TFIIS 与 Pol II 的结合，形成活性 Pol II–DSIF–PAF1C 复合物，而 CDX1/2 可剂量依赖性地抑制这一过程。CDX1/2 的 HD 突变体（如 Cdx2-RN:2A）则无法抑制复合物的形成，说明 HD 结构域在其中发挥关键作用。此外，CDX1/2 还可抑制 β-catenin 与 DSIF、PAF1C 以及 TCF4 的相互作用，从而阻断 β-catenin 介导的转录激活。
讨论
本研究揭示了 CDX1/2 在结肠癌干性调控中的重要作用及分子机制。CDX1/2 通过其 HD 结构域，在 LGR5 基因的 TSS 下游区域与 β-catenin 竞争结合，抑制 β-catenin 促进的 Pol II–DSIF–PAF1C 复合物形成，从而减少干性相关基因的表达，抑制肿瘤的恶性进展。DSIF 和 PAF1C 作为转录平台，整合了抑癌和致癌信号，调控结肠癌干性相关基因的表达。
该研究不仅阐明了 CDX1/2 与 β-catenin 在结肠癌中的拮抗作用机制，还为结肠癌的治疗提供了新的靶点和思路。未来，针对 CDX1/2 及其相关复合物的干预策略可能成为抑制结肠癌干性和恶性进展的有效手段。同时，研究中发现的 CDX1/2 非转录调控功能，也为进一步揭示其在肿瘤发生发展中的多重作用提供了方向。
