p190A RhoGAP缺失通过调节肌动蛋白动力学诱导膀胱癌细胞非整倍体形成并增强迁移侵袭能力

《Scientific Reports》：Loss of p190A RhoGAP induces aneuploidy and enhances bladder cancer cell migration and invasion by modulating actin dynamics

本研究针对p190A RhoGAP在膀胱癌中的作用机制这一空白领域展开探索。研究人员通过组织芯片分析发现p190A低表达与膀胱癌侵袭性增强和不良预后相关。功能实验证实p190A缺失可诱导尿路上皮细胞非整倍体形成，并通过调控Rho-ROCK-LIMK1-cofilin和FAK-cortactin通路影响肌动蛋白动力学，从而促进膀胱癌细胞迁移侵袭。该研究揭示了p190A在膀胱癌中的肿瘤抑制功能，为理解膀胱癌发生发展提供了新视角。

　　

膀胱癌是全球第十大常见恶性肿瘤，其发病率存在显著性别差异，男性患者远多于女性。根据肿瘤是否侵犯肌层，膀胱癌可分为非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)和肌层浸润性膀胱癌(MIBC)，其中MIBC因易发生转移而预后较差。值得注意的是，MIBC通常表现出更高程度的非整倍体(aneuploidy)，即染色体数目异常，这与肿瘤的侵袭转移能力密切相关。

细胞骨架的重塑在肿瘤细胞运动性和基因组稳定性中扮演关键角色。Rho家族GTP酶是调节细胞迁移、极性和细胞周期进程的重要分子开关，其活性受GTP酶激活蛋白(GAPs)和鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)的动态调控。p190A RhoGAP(由ARHGAP35基因编码)是目前研究最为深入的RhoGAPs之一，被认为是RhoA的主要GAP蛋白，参与调节细胞迁移、极性、细胞分裂和上皮分化等多种生物学过程。

尽管高通量测序数据显示膀胱癌样本中存在高达8%的p190A突变，但p190A在膀胱上皮和膀胱癌中的具体功能尚未明确。鉴于p190A在肌动蛋白动力学和细胞运动中的重要作用，以及细胞倍性控制与肌动蛋白动力学之间的潜在联系，研究人员推测p190A可能通过影响染色体稳定性和侵袭迁移能力在膀胱癌进展中发挥重要作用。

为了验证这一假设，研究团队开展了一系列实验。他们利用TCGA数据库分析了p190A在膀胱癌中的表达和突变情况，通过组织微阵列(TMA)包含202例膀胱癌患者样本评估p190A蛋白表达与临床病理特征的关系。功能研究方面，他们在低侵袭性膀胱癌细胞系RT4中进行p190A敲低实验，在高侵袭性细胞系T24和BFTC中进行p190A过表达实验，采用伤口愈合实验、Boyden小室实验和离体猪膀胱侵袭模型评估细胞迁移侵袭能力。此外，还通过免疫荧光观察侵袭伪足形成，明胶降解实验评估细胞外基质降解能力，并通过蛋白质印迹分析相关信号通路。

主要技术方法包括：组织微阵列免疫组织化学分析(202例膀胱癌样本)、染色体铺片分析、伤口愈合实验、Boyden小室迁移侵袭实验、离体猪膀胱侵袭模型、免疫荧光染色、明胶降解实验以及蛋白质印迹分析。

p190A下调诱导尿路上皮细胞非整倍体和基因组不稳定性

研究人员首先利用UALCAN和cBioPortal数据库分析发现，p190A在膀胱癌组织中表达降低，且在多种膀胱癌研究中存在4%-8%的突变率。为了探究p190A在维持基因组稳定性中的作用，他们在具有正常核型的人输尿管上皮细胞系Y235T中使用三种不同的shRNA敲低p190A表达。染色体铺片分析显示，p190A敲低导致细胞非整倍体显著增加，染色体数目出现广泛变异。同时，细胞核形态异常分析发现p190A敲低细胞中微核、双核等异常核形比例显著升高，表明p190A缺失可诱导尿路上皮细胞基因组不稳定性。

p190A低表达与膀胱癌进展相关且预示不良预后

通过组织微阵列免疫组化分析202例膀胱癌患者样本，研究发现p190A蛋白水平从非肌层浸润性膀胱癌(NMIBC)到肌层浸润性膀胱癌(MIBC)显著降低。更重要的是，p190A低表达与淋巴结转移、肿瘤复发风险增加相关。生存分析显示，p190A高表达的MIBC患者具有更好的总生存期和无复发生存期，表明p190A可能作为膀胱癌的预后生物标志物。

p190A损害膀胱癌细胞的迁移和侵袭能力

研究人员检测了多种膀胱细胞系中p190A的表达水平，发现非癌细胞和低侵袭性癌细胞中p190A表达较高，而高侵袭性癌细胞中表达较低。功能实验表明，在低侵袭性RT4细胞中敲低p190A可增强细胞迁移和侵袭能力，而在高侵袭性T24和BFTC细胞中过表达p190A则抑制这些恶性表型。离体猪膀胱侵袭实验进一步证实，p190A敲低促进RT4细胞侵袭膀胱基质和肌层，而p190A过表达抑制T24细胞的侵袭能力。

p190A减少膀胱癌细胞中侵袭伪足形成

侵袭伪足是细胞侵袭过程中的关键结构，研究人员通过F-肌动蛋白和cortactin共定位检测发现，p190A敲低显著促进RT4细胞侵袭伪足形成，而过表达p190A则抑制T24和BFTC细胞的侵袭伪足形成。明胶降解实验显示，p190A敲低增强细胞外基质降解能力，而过表达p190A则抑制这一过程。这些结果表明p190A通过调节侵袭伪足形成影响膀胱癌细胞的侵袭能力。

p190A通过Cofilin和Cortactin调节肌动蛋白动力学

机制研究表明，p190A敲低导致RhoA和ROCK1水平升高，进而增加LIMK和cofilin的磷酸化水平。同时，FAK及其靶蛋白cortactin的磷酸化水平也相应增加。相反，p190A过表达则抑制这些信号分子的活化。这表明p190A通过RhoA/ROCK/LIMK/cofilin和FAK/cortactin两条通路调节肌动蛋白动力学，影响细胞迁移和侵袭。

本研究首次系统揭示了p190A在膀胱癌中的肿瘤抑制功能。p190A缺失通过诱导非整倍体和基因组不稳定性促进膀胱癌起始，同时通过失调肌动蛋白动力学增强癌细胞迁移和侵袭能力。临床数据分析表明p190A低表达与膀胱癌恶性进展和不良预后密切相关。这些发现不仅深化了对膀胱癌发病机制的理解，也为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。

值得注意的是，p190A同时调节cofilin和cortactin这两个主要肌动蛋白结合蛋白的磷酸化，而肌动蛋白动力学通过微管与肌动蛋白细胞骨架的相互作用影响细胞分裂和运动。这与之前研究发现的其他细胞骨架相关蛋白(如ORP3、GJB3)在膀胱癌中的作用相一致，支持了细胞骨架失调在膀胱癌发生发展中的核心地位。

尽管本研究未涉及p190A与Hippo-YAP信号通路的相互作用，但已有研究表明p190A的肿瘤抑制功能可能通过这一重要通路介导，这为未来研究提供了新方向。总之，该研究确立了p190A作为膀胱癌中重要的肿瘤抑制因子，其缺失通过多种机制驱动肿瘤恶性进展，为膀胱癌的诊断和治疗提供了新的理论基础。