Rap2B 驱动结直肠癌发生发展的关键机制及潜在治疗靶点探索

《Cell Death & Disease》：Rap2B drives tumorigenesis and progression of colorectal cancer through intestinal cytoskeleton remodeling

结直肠癌（CRC）发病率和死亡率持续上升，寻找新的分子生物标志物和治疗靶点迫在眉睫。研究人员围绕 Rap2B 在 CRC 中的作用展开研究，发现肠特异性敲除 Rap2B 可抑制 CRC 发生发展，其通过与 plectin 相互作用影响 F-actin 组装，这为 CRC 诊疗提供了新方向。

　　在人体的微观世界里，肠道上皮细胞就像一支训练有素的 “部队”，它们依靠细胞骨架维持着肠道的稳定和正常功能。细胞骨架不仅能保持细胞的极性，还在肠道的分泌、消化和吸收过程中发挥着关键作用。然而，当细胞骨架的平衡被打破，就像部队失去了纪律，可能引发一系列健康问题，其中就包括令人谈之色变的结直肠癌（CRC）。

Ras 家族蛋白在细胞的信号传导过程中至关重要，它参与了细胞黏附、细胞骨架重塑等关键过程，而这些过程与结直肠癌的发生发展密切相关。Rap2B 作为 Ras 超家族的一员，虽然之前的研究发现它在多种癌症中高表达，在体外实验中表现出促进肿瘤发展的作用，但它在体内究竟如何影响肿瘤的发生发展，背后的分子机制又是什么，一直是科学界亟待解开的谜团。此外，结直肠癌在全球范围内的发病率和死亡率持续上升，现有的诊疗手段面临诸多挑战，寻找新的分子生物标志物和有效的治疗靶点迫在眉睫。

为了攻克这些难题，徐州医科大学的研究人员勇挑重担，开展了一项深入的研究。他们以小鼠为模型，通过构建肠道上皮特异性敲除 Rap2B 的小鼠（Rap2B^IEC-KO小鼠），全面探索 Rap2B 在结直肠癌发生发展过程中的作用及机制。研究成果发表在《Cell Death and Disease》上，为结直肠癌的研究开辟了新的道路。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过对大量患者组织样本进行分析，包括从 The Cancer Genome Atlas (TCGA) 数据库获取的样本以及购买的组织芯片（TMA）样本，来探究 Rap2B 和 plectin 的表达情况。同时，运用 RNA 测序（RNAseq）技术筛选差异表达基因，利用免疫沉淀耦合质谱（IP-MS）技术鉴定 Rap2B 的结合蛋白。此外，还通过构建小鼠模型，如 AOM/DSS 诱导的结直肠癌和结肠炎模型、肿瘤转移模型等，在体内研究 Rap2B 的功能。

下面来看具体的研究结果：

• Rap2B 与结直肠癌患者转移和预后的关系：研究人员分析了 286 例结直肠癌样本和 41 例非肿瘤样本，发现 Rap2B 在结直肠癌组织中显著上调。进一步研究发现，高表达的 Rap2B 与患者的组织学分级、肿瘤分期、淋巴结转移、侵袭深度等预后因素呈正相关，且与患者的总体生存率较差有关。
• IEC 特异性 Rap2B 缺失对结直肠癌肿瘤发生的影响：构建 Rap2B^IEC-KO小鼠后，研究人员利用 AOM/DSS 诱导的结直肠癌模型进行实验。结果显示，Rap2B^IEC-KO小鼠的结肠肿瘤数量减少，结肠长度增加，肠道上皮结构更规则，这表明 Rap2B 在结肠癌的发展中起着关键作用。
• IEC 特异性 Rap2B 缺失对结肠炎进展的影响：在 AOM/DSS 诱导的急性结肠炎模型中，Rap2B^IEC-KO小鼠相比野生型小鼠，体重减轻更少，直肠出血和腹泻情况也有所缓解，炎症相关指标表达降低，这说明 Rap2B 缺失可降低结肠炎症的易感性。
• Rap2B 与 plectin 的相互作用：通过 RNAseq 和 IP-MS 技术，研究人员发现 Rap2B 与细胞骨架连接蛋白 plectin 相互作用。分子对接预测了它们可能的相互作用位点，免疫荧光实验证实了两者在细胞质和细胞膜共定位，且 Rap2B 可能影响 plectin 的表达。
• Rap2B 对 plectin 表达的调控：研究表明，Rap2B 可在转录后水平上调 plectin 的表达，且这种调控依赖于其 C 末端的 CAAX 基序。敲除或过表达 Rap2B 会相应地降低或增加 plectin 的蛋白水平，而其 mRNA 水平不受影响。
• Rap2B 通过 plectin 对 F-actin 聚合的影响：研究发现，Rap2B 可通过上调 plectin 的表达来抑制 F-actin 的聚合。过表达 Rap2B 会减少 F-actin 的荧光强度，降低 F/G-actin 比值，而敲除 Rap2B 或敲低 plectin 则会产生相反的效果。
• Rap2B 对结直肠癌细胞增殖和迁移的影响：EdU 实验和细胞迁移、黏附实验表明，Rap2B 促进结直肠癌细胞的增殖和迁移依赖于 plectin-F-actin 轴。过表达 Rap2B 可促进细胞增殖和迁移，敲低 plectin 则会削弱这种作用；敲除 Rap2B 抑制细胞增殖和迁移，而 Latrunculin B 处理可恢复细胞的这些能力。
• plectin 与 Rap2B 的相关性及对结直肠癌进展的预测作用：研究发现，plectin 在结直肠癌组织中高表达，且与 Rap2B 的表达呈正相关。高表达的 plectin 与特定的病理类型、肿瘤大小、侵袭深度相关，且与患者的总体生存率较差有关，这表明 Rap2B 和 plectin 可作为结直肠癌转移的预后标志物，plectin-F-actin 通路在 Rap2B 相关的结直肠癌进展中起重要作用。

综合研究结果和讨论部分，这项研究首次揭示了 Rap2B 在结直肠癌发生发展中的关键作用。Rap2B 通过与 plectin 相互作用，上调 plectin 的表达，抑制 F-actin 的组装，进而促进结直肠癌细胞的增殖和转移。这一发现不仅为深入理解 Ras 家族介导的细胞骨架重塑在癌症发生中的机制提供了新的视角，还为结直肠癌的诊断和治疗提供了潜在的新靶点，为开发更有效的治疗策略带来了新的希望，对推动结直肠癌领域的研究和临床实践具有重要意义。