靶向Syndecan-2抑制甲状腺乳头状癌侵袭与去分化的机制研究

《BMC Endocrine Disorders》：Targeting syndecan-2 inhibits papillary thyroid cancer invasiveness and de-differentiation

本研究针对甲状腺乳头状癌(PTC)易复发转移及放射性碘难治(RAIR)的临床难题，聚焦跨膜蛋白聚糖Syndecan-2(SDC2)的作用机制。团队通过生物信息学分析发现SDC2低表达与PTC不良预后显著相关，进一步通过细胞实验证实干预SDC2表达可调控上皮-间质转化(EMT)进程和Hedgehog信号通路，影响肿瘤细胞迁移侵袭能力及甲状腺分化标志物（NIS、TSHR等）表达。该研究为晚期甲状腺癌的靶向治疗提供了新思路，发表于《BMC Endocrine Disorders》。

　　

甲状腺癌作为内分泌系统最常见的恶性肿瘤，其全球发病率近几十年呈现快速上升趋势，其中绝大多数病例为甲状腺乳头状癌(Papillary Thyroid Cancer, PTC)。得益于颈部超声检查和细针穿刺细胞学检查的广泛应用，越来越多的PTC得以早期发现。大多数PTC患者经过规范的手术治疗、甲状腺刺激激素(Thyroid-Stimulating Hormone, TSH)抑制治疗，联合或不联合放射性碘消融治疗后，预后通常良好。然而，PTC具有高度的生物学异质性，其预后差异显著，从非常良好到局部/远处转移复发不等。约10-20%的患者会出现复发，其中约三分之二会发展为放射性碘难治(Radioactive Iodine Refractory, RAIR)或表现出去分化特征。RAIR进而可能导致分化差的甲状腺癌(Poorly Differentiated Thyroid Cancer, PDTC)或未分化甲状腺癌(Anaplastic Thyroid Cancer, ATC)，后者是甲状腺癌相关死亡的主要原因。然而，RAIR和去分化的根本机制尚不完全清楚，对晚期甲状腺癌的有效管理仍是临床面临的巨大挑战。

Syndecan-2(SDC2)，也称为纤维糖蛋白，是硫酸乙酰肝素蛋白聚糖家族成员，已被报道参与多种与致癌相关的细胞功能。SDC2由胞外区、单个跨膜区和胞质区构成，能够与细胞外基质分子、细胞内激酶和肌动蛋白细胞骨架相互作用，这表明SDC2在癌症发生和发展过程中可能扮演关键角色。近期研究也揭示SDC2在结直肠癌、胰腺癌等多种癌症中作为癌基因或抑癌基因发挥作用，其异常甲基化甚至已被用于结直肠癌的早期诊断。尽管有研究报道SDC2是预测PTC预后的几个预测模型中的关键组成部分，但SDC2在PTC进展和复发中的潜在作用仍不清楚。

为了解决这一科学问题，刘锐等研究人员在《BMC Endocrine Disorders》上发表了一项研究，旨在深入探讨SDC2在PTC中的临床意义、功能作用及潜在分子机制。

为开展此项研究，作者团队运用了多项关键技术方法。首先，他们从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)和基因表达综合库(Gene Expression Omnibus, GEO)等公共数据库获取了PTC的转录组数据和临床信息，进行了系统的生物信息学分析，以评估SDC2的表达与临床病理特征及预后的关联。在实验层面，研究选用了分化程度不同的PTC细胞系（分化的B-CPAP和低分化的KTC-1），通过瞬时siRNA敲低和质粒过表达技术来干预SDC2的表达水平。随后，他们利用划痕愈合实验、Transwell小室实验和细胞计数试剂盒-8(Cell Counting Kit-8, CCK-8)实验分别评估细胞的迁移、侵袭能力和活力。此外，研究还通过蛋白质印迹法(Western Blotting)和定量实时聚合酶链式反应(Quantitative Real-time Polymerase Chain Reaction, RT-qPCR)技术检测了上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)标志物（如ZO-1、α-SMA）、多个甲状腺分化标志物（如NIS、TSHR、TG、PAX8、TTF1、TPO）以及Hedgehog信号通路成员（如HHAT、HHIP、SHH、PTCH1、GLI1）的表达变化，以阐明潜在的分子机制。

SDC2在泛癌及PTC中的表达差异

研究人员首先评估了SDC2在32种TCGA癌症队列中的转录水平，发现其在16种癌症（包括膀胱尿路上皮癌、乳腺癌、甲状腺癌等）中的表达存在显著差异，提示SDC2可能作为上皮性癌的潜在诊断标志物。

进一步分析TCGA-THCA队列和GEO数据集（GSE29265, GSE33630）发现，与癌旁正常甲状腺组织相比，PTC肿瘤组织中SDC2的mRNA和蛋白表达水平均显著降低。免疫组化染色和蛋白质印迹结果也证实，SDC2蛋白在PTC组织以及分化较差的KTC-1细胞系中的表达低于正常组织及分化较好的B-CPAP细胞系。

SDC2表达与PTC关键临床特征及预后的关系

通过对TCGA-THCA队列中502例PTC样本的临床数据分析，研究发现SDC2低表达与患者年龄较大（>45岁）、更高的T分期（T3&T4）、淋巴结转移（N1）、更高的AJCC分期（III&IV）、甲状腺外侵犯、残留肿瘤以及复发事件显著相关。

生存分析显示，SDC2低表达与较短的无进展生存期(Progression-Free Interval, PFI)显著相关，但在总生存期(Overall Survival, OS)上无显著差异，这主要与PTC整体预后较好有关。单因素和多因素Cox回归分析均证实，SDC2表达水平是PTC的独立预后因素。

SDC2表达影响PTC细胞上皮-间质转化过程

为了验证SDC2的功能，研究者在B-CPAP细胞中通过siRNA成功敲低了SDC2表达，并在KTC-1细胞中过表达了SDC2。

蛋白质印迹分析显示，在B-CPAP细胞中敲低SDC2后，间质标志物α-SMA表达上调，而上皮标志物ZO-1表达下调；相反，在KTC-1细胞中过表达SDC2后，观察到相反的趋势。这表明SDC2表达变化影响了PTC细胞的上皮-间质转化进程。

SDC2表达影响PTC细胞迁移、活力与侵袭能力

功能实验结果表明，敲低SDC2显著增强了B-CPAP细胞的迁移（划痕愈合实验）、侵袭（Transwell实验）和活力（CCK-8实验）。

而过表达SDC2则显著抑制了KTC-1细胞的这些恶性表型。这些结果一致表明，SDC2在PTC中扮演着肿瘤抑制因子的角色，其低表达促进了肿瘤的侵袭性行为。

SDC2相关基因与通路的生物信息学分析

为了探索SDC2作用的潜在机制，研究者利用LinkedOmics数据库分析了TCGA-THCA队列中与SDC2表达正负相关的基因。

基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis, GSEA)显示，这些基因显著富集于甲状腺激素合成、TGF-β信号通路、Hedgehog信号通路等多个关键通路。此外，Spearman相关性分析发现，SDC2表达与多个甲状腺分化标志物（NIS、TSHR、TG、PAX8、TTF1）的表达呈显著正相关。

SDC2表达与甲状腺分化标志物及Hedgehog信号通路的关系

鉴于上述发现，研究进一步在细胞水平验证了SDC2对甲状腺分化的影响。RT-qPCR结果显示，在B-CPAP细胞中敲低SDC2后，钠碘同向转运体(Sodium Iodide Symporter, NIS)和促甲状腺激素受体(Thyroid Stimulating Hormone Receptor, TSHR)的表达水平降低，而配对盒基因8(Paired Box Gene 8, PAX8)的表达升高。

在KTC-1细胞中过表达SDC2后，TSHR和PAX8的表达均升高。蛋白质印迹实验也证实，敲低SDC2确实降低了NIS和TSHR的蛋白水平。同时，干预SDC2表达也引起了Hedgehog信号通路多个成员（如HHAT、HHIP、SHH、PTCH1、GLI1）表达的广泛改变。这表明SDC2可能通过调节Hedgehog信号通路来影响甲状腺癌细胞的分化和功能。

研究结论与意义

本研究首次综合分析了SDC2在PTC中的关键预后价值。研究结果表明，SDC2低表达与PTC的不良临床病理特征和预后相关，提示其可能作为PTC的一个有前景的预后生物标志物。功能实验证实，干预SDC2表达能够影响PTC细胞的侵袭、迁移和活力，这一作用与调控上皮-间质转化进程和Hedgehog信号通路密切相关。更重要的是，研究发现SDC2表达水平影响甲状腺分化关键标志物（如NIS、TSHR）的表达，这表明SDC2在维持甲状腺癌细胞分化状态和碘摄取能力方面扮演着重要角色。

该研究的重要意义在于，它揭示了SDC2作为一个新的分子开关，可能参与调控PTC的进展和去分化过程。SDC2的低表达可能通过促进上皮-间质转化和扰乱Hedgehog信号通路，驱动PTC向更具侵袭性和放射性碘难治的方向发展。这为理解晚期甲状腺癌，特别是RAIR甲状腺癌的发病机制提供了新的视角。研究结果提示，靶向SDC2或其相关通路可能成为治疗晚期、难治性甲状腺癌的一种潜在新策略。例如，通过药物或其他手段上调SDC2表达，或许能够逆转肿瘤细胞的去分化状态，恢复其对放射性碘的敏感性，从而改善患者预后。

当然，研究也存在一些局限性，如所用数据主要来源于北美和高加索人群，结论在其他种族中的普适性需进一步验证；缺乏体内动物实验证据；SDC2上下游的具体效应分子及其精确调控机制仍有待深入探索。未来的研究需要在更多细胞系、动物模型以及不同人群中进行验证，并深入解析SDC2调控网络的具体细节，以推动其向临床转化应用。