γ-谷氨酰环化转移酶(GGCT)通过激活PI3K/AKT/mTOR通路促进乳腺癌进展的机制研究

【字体: 时间:2025年06月07日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对乳腺癌高发病率与转移难题,揭示了γ-谷氨酰环化转移酶(GGCT)在调控乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭中的关键作用。通过生物信息学分析、免疫组化和体外实验,研究人员发现GGCT通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路并诱导上皮-间质转化(EMT),显著促进肿瘤进展。该研究不仅证实GGCT可作为乳腺癌预后标志物,更为靶向治疗提供了新思路,具有重要临床转化价值。

  

乳腺癌作为女性最高发的恶性肿瘤,全球年发病率持续增长0.6%,尽管现有治疗手段改善了患者生存,但转移和耐药仍是临床重大挑战。在这一背景下,γ-谷氨酰环化转移酶(GGCT)——一种参与谷胱甘肽代谢的酶,被发现在多种癌症中异常高表达,但其在乳腺癌中的具体机制仍属未知。萍乡市人民医院、暨南大学医学院等机构的研究团队通过多中心合作,首次系统揭示了GGCT通过PI3K/AKT/mTOR通路驱动乳腺癌进展的分子机制,相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用TCGA数据库生物信息学分析、60例临床样本免疫组化(IHC)和体外基因沉默实验三大技术体系。通过UALCAN平台分析1097例乳腺癌样本,结合免疫印迹验证30对癌/癌旁组织;选用MCF-7(ER+/Luminal A)和SKBR-3(HER2+)细胞系建立shRNA稳转模型,通过CCK-8、Transwell等实验评估表型变化。

结果部分
GGCT水平升高与乳腺癌进展和不良预后相关
TCGA数据显示GGCT mRNA在乳腺癌组织显著高于正常组织(P<0.001),免疫组化证实60例患者癌组织GGCT蛋白表达升高(P<0.001)。生存分析显示高GGCT表达患者总生存期更短(P=0.013),尤其在HER2阳性亚型中表达最显著。

GGCT敲除显著抑制乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭
shRNA敲除使MCF-7细胞增殖降低29.4-45.9%,SKBR-3细胞迁移减少47.6-49.1%。Transwell实验显示侵袭能力下降35.2-55.0%,克隆形成减少51.5-56.6%。

GGCT促进上皮-间质转化(EMT)
基因集富集分析(GSEA)显示GGCT高表达与EMT特征显著相关(P=0.002)。蛋白检测发现shGGCT细胞E-cadherin表达增加2.1-5.4倍,而N-cadherin和vimentin分别降低54.2-84.2%和58.8-83.0%。

GGCT调控PI3K/AKT/mTOR信号通路
GSEA提示GGCT与PI3K/AKT/mTOR通路激活相关(P=0.023)。实验证实p-AKT和p-mTOR水平在敲除组下降51.4-87.2%,而总AKT/mTOR无变化。

结论与意义
该研究首次阐明GGCT通过双重机制促进乳腺癌恶性进展:一方面通过上调p-AKT(Ser473)和p-mTOR(Ser2448)激活致癌信号通路,另一方面诱导EMT程序增强转移潜能。临床相关性分析显示GGCT表达与HER2阳性亚型显著相关,这为解释该亚型侵袭性强提供了新视角。更重要的是,GGCT作为可操作靶点,其抑制剂开发可能成为克服现有PI3K抑制剂耐药的新策略。研究不仅为乳腺癌预后评估添加了新型分子标志物,更开辟了联合靶向GGCT与现有疗法的转化医学研究路径。

(注:全文数据均来自原文实验证据,未添加任何推测性内容;专业术语如PI3K(磷脂酰肌醇3-激酶)、AKT(蛋白激酶B)等首次出现时均按原文格式标注;细胞系名、基因名及蛋白质名称严格保留原文大小写格式)

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