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为探究 UBC9 在结直肠癌(CRC)中的作用,研究人员经多实验研究,发现其影响 CRC 进展与化疗耐药,可作潜在靶点。
结直肠癌研究背景与挑战
结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是全球范围内严重威胁人类健康的恶性肿瘤,其发病率和死亡率呈上升趋势。在全球,CRC 发病率位居恶性肿瘤第三,死亡率居第二,特别是在 20 - 49 岁男性群体中,是癌症死亡的首要原因。预计到 2040 年,新发病例和死亡病例将分别达到 320 万和 160 万。尽管医疗技术不断进步,但晚期 CRC 患者的预后仍然很差,5 年生存率仅约 20%,这迫切需要深入了解 CRC 的发病机制,寻找更有效的治疗策略。
蛋白质翻译后修饰(Post - translational modifications,PTMs)在调节生物过程中起着关键作用,其中 SUMOylation 修饰参与 DNA 损伤修复、核转运和信号转导等重要过程。UBC9 作为唯一的 SUMO E2 结合酶,在多种癌症中被发现其表达升高与肿瘤进展和不良预后相关,但 UBC9 在 CRC 中的具体作用和机制尚不清楚。因此,探究 UBC9 在 CRC 中的表达模式、功能及临床意义,对揭示 CRC 的病理机制和开发新的治疗靶点具有重要意义。
研究机构与研究开展
福建医科大学附属胜利临床医学院、福建省立医院等多家机构的研究人员开展了此项研究。研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员运用了多种关键技术方法:从癌症基因组图谱数据库(Cancer Genome Atlas database,TCGA)和基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus database,GEO)获取 CRC 患者的转录组 RNA 测序数据和临床信息;收集福建省立医院 100 例 CRC 患者的手术标本进行研究;采用免疫组织化学(Immunohistochemistry,IHC)染色评估 UBC9 蛋白水平;利用 CIBERSORT 算法分析肿瘤标本中免疫细胞类型的组成;运用基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)探索功能通路;通过细胞培养、RNA 干扰、CCK - 8 检测、侵袭实验、迁移实验、药物细胞毒性实验和斑马鱼异种移植实验等研究 UBC9 对 CRC 细胞功能的影响。
研究结果
- UBE2I 的表达与预后分析:研究人员通过多个队列分析发现,CRC 组织中 UBE2I(编码 UBC9 的基因)的表达显著高于相邻正常组织。在接受化疗的 CRC 患者中,高 UBE2I 表达与不良预后相关,这表明 UBE2I 可能是潜在的预后标志物,尤其在化疗患者中意义重大。
- UBE2I 与临床特征的相关性分析:进一步研究发现,UBE2I 表达与年龄、性别、微卫星状态、T 分期和 M 分期等无显著相关性,但在分期亚组中存在显著差异,提示其可能参与 CRC 的进展。基因组改变分析显示,UBE2I 高表达组中 TP53 突变率更高,表明 UBE2I 与 TP53 之间可能存在相互作用,影响基因组稳定性和肿瘤发生。GSEA 分析表明,UBE2I 高表达组中与 MYC 靶点、DNA 修复、E2F 靶点和活性氧物种通路相关的途径显著富集,这些通路参与细胞增殖、DNA 修复和氧化应激反应等过程,促进 CRC 的侵袭性表型。此外,低 UBE2I 表达组中 CD4+记忆激活 T 细胞和激活的 NK 细胞浸润显著高于高表达组,说明 UBE2I 可能在调节 CRC 肿瘤免疫微环境中发挥作用。
- UBC9 蛋白的表达与预后意义:通过对 100 例 CRC 患者癌组织和癌旁组织的 UBC9 蛋白检测发现,74% 的 CRC 组织中 UBC9 高表达,而癌旁组织中仅 19% 高表达。UBC9 高表达与患者年龄较大、淋巴结转移和 TNM 分期较晚相关。生存分析显示,UBC9 低表达患者的总生存期(Overall survival,OS)和无病生存期(Disease - free survival,DFS)明显长于高表达患者。
- UBC9 对 CRC 细胞功能的影响:在体外实验中,敲低 UBC9 显著抑制了 HCT116 和 DLD - 1 细胞的增殖、迁移和侵袭能力。体内斑马鱼异种移植模型实验也证实,敲低 UBC9 可抑制 HCT116 细胞在斑马鱼体内的增殖和转移。
- UBC9 与 CRC 细胞对奥沙利铂敏感性的关系:研究发现,敲低 UBC9 可增强 HCT116 和 DLD - 1 细胞系对奥沙利铂的敏感性,降低药物的 IC50浓度,这为提高 CRC 化疗效果提供了新的思路。
研究结论与意义
本研究全面阐述了 UBC9 在 CRC 中的重要作用。UBC9 不仅参与肿瘤的进展、基因组不稳定和免疫调节,还与 CRC 的化疗耐药密切相关。高 UBC9 表达与不良预后相关,敲低 UBC9 可抑制 CRC 细胞的增殖、迁移和侵袭,并增强对奥沙利铂的敏感性。因此,UBC9 有望成为 CRC 潜在的预后生物标志物和治疗靶点,为改善 CRC 患者的治疗效果、提高生存率提供了新的方向和理论依据,对推动 CRC 的精准治疗具有重要意义。