DDX21/NAT10 轴调控机制揭秘：为结直肠癌治疗开辟新路径

结直肠癌（CRC）死亡率高，转移和血管生成机制不明。研究人员聚焦 DDX21 开展研究，发现 DDX21 通过与 SIRT7 竞争性结合，上调 NAT10，增强 ac4C 修饰，促进 CRC 转移和血管生成，为 CRC 治疗提供新靶点。

　　结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是全球范围内常见的恶性肿瘤，严重威胁人类健康。近年来，尽管 CRC 的诊疗手段不断发展，如筛查、新辅助化疗和手术等的应用，一定程度上改善了患者的治疗效果，但患者的预后依旧不佳，转移和血管生成是导致高死亡率的关键因素。转移使得癌细胞扩散至远处器官，而血管生成构建的异常血管网络为癌细胞转移创造了条件，二者紧密关联，在 CRC 的进展过程中起着决定性作用。因此，深入探究 CRC 转移和血管生成的分子机制，成为攻克这一难题的关键，也为开发更有效的治疗策略带来了希望。

在这样的背景下，徐州医科大学附属医院的研究人员展开了相关研究。他们发现 DExD - box 解旋酶 21（DDX21）在 CRC 中发挥着重要作用，相关研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在样本方面，收集了徐州医科大学附属医院的 CRC 及相应癌旁组织样本。实验技术上，利用 RNA 免疫沉淀（RIP）探究 RNA 与蛋白的相互作用；通过染色质免疫沉淀（ChIP）分析蛋白与 DNA 的结合情况；开展体内实验，构建小鼠转移模型和皮下异种移植瘤模型，直观观察肿瘤的发展和转移情况 。

下面来看看具体的研究结果。

• DDX21 在 CRC 中过表达且与不良预后相关：研究人员通过分析 TCGA 数据库和 GEPIA 数据集，发现 DDX21 在 CRC 中表达上调。免疫荧光（IF）、免疫组化（IHC）和 qRT - PCR 检测进一步证实，DDX21 在 CRC 组织和细胞系中的表达显著高于正常组织和细胞。同时，高表达的 DDX21 与肿瘤直径、侵袭深度、淋巴结转移、远处转移及 TNM 分期呈正相关，且与患者的不良总生存期（OS）相关，表明 DDX21 在 CRC 进展中起促癌作用。
• DDX21 促进 CRC 体内转移和血管生成：在体内实验中，研究人员将沉默 DDX21 的 HCT116 细胞（sh - DDX21）和阴性对照细胞（sh - NC）分别注入裸鼠尾静脉或脾脏。PET - CT 检测显示，sh - NC 组小鼠肺和肝的转移信号更强，18F - FDG 摄取更高，且肺和肝的转移结节更多。构建皮下异种移植瘤模型发现，敲低 DDX21 显著抑制肿瘤生长，降低血管侵袭。这些结果表明，DDX21 促进 CRC 体内转移和血管生成。
• DDX21 促进 CRC 体外转移和血管生成：研究人员构建了 DDX21 敲低和过表达的 CRC 细胞系，通过 Transwell 实验、伤口愈合实验和管形成实验发现，DDX21 沉默抑制 CRC 细胞的转移和血管生成能力，而过表达则增强这些能力。此外，用 DDX21 过表达或敲低的 CRC 细胞上清处理人脐静脉内皮细胞（HUVECs），MTT 实验和 ELISA 实验证实 DDX21 促进 HUVECs 增殖和血管内皮生长因子（VEGF）表达，进一步表明 DDX21 在 CRC 体外转移和血管生成中起促进作用。
• DDX21 通过 NAT10 促进 CRC 转移和血管生成：RNA 测序（RNA - seq）和生物信息学分析显示，N - 乙酰基转移酶 10（NAT10）是 DDX21 的潜在靶点。qRT - PCR 和 Western blotting 结果表明，DDX21 调控 NAT10 的表达。拯救实验发现，敲低 NAT10 可逆转 DDX21 对 CRC 细胞迁移、侵袭和管形成的促进作用。此外，NAT10 在 CRC 中表达上调，其增强 CRC 转移和血管生成，且 DDX21 通过 NAT10 介导的 ac⁴C 修饰促进 CRC 转移和血管生成，敲低 NAT10 可抑制体内肿瘤生长和转移。
• DDX21 通过 NAT10 介导的 ac⁴C 修饰增强 mRNA 稳定性：乙酰化 RNA 免疫沉淀测序（acRIP - seq）和 NAT10 - RNA - seq 分析发现，ac⁴C 修饰广泛分布于转录组，主要富集在 mRNA 的 3’UTR 和 CDS 区域，NAT10 敲低影响这些区域的修饰。整合分析筛选出 ATAD2、SOX4 和 SNX5 等受 DDX21 和 NAT10 调控的基因，它们与肿瘤转移和血管生成相关。NAT10 - RIP - qPCR、acRIP - qPCR 和 qRT - PCR 等实验表明，DDX21 通过 NAT10 介导的 ac⁴C 修饰增强 ATAD2、SOX4 和 SNX5 的 mRNA 稳定性，促进其表达。
• DDX21 通过竞争性结合 SIRT7 的催化结构域促进 NAT10 转录：基因集富集分析（GSEA）和 IF 实验表明，DDX21 转录激活 NAT10 表达，且不依赖其 RNA 解旋酶活性。通过 Co - IP、质谱分析和一系列实验，研究人员发现 DDX21 与 SIRT7 相互作用，竞争性结合 SIRT7 的催化结构域（CA 结构域），阻断 SIRT7 介导的 NAT10 启动子 H3K18 去乙酰化，从而促进 NAT10 表达。

综合上述研究，研究人员得出结论：DDX21 在 CRC 中显著上调，通过竞争性结合 SIRT7 的 CA 结构域，阻断 SIRT7 对 NAT10 转录的抑制作用，使 NAT10 表达上调。上调的 NAT10 重塑致癌基因 ATAD2、SOX4 和 SNX5 的 mRNA 的 ac⁴C 修饰，增强其稳定性，促进基因表达，进而诱导 CRC 转移和血管生成。该研究揭示了 DDX21/NAT10 介导的 mRNA 稳定性调控机制在 CRC 中的重要作用，为将 DDX21 作为治疗靶点克服 CRC 转移和血管生成提供了理论依据，为 CRC 的治疗开辟了新的方向，有望推动相关靶向治疗药物的研发，改善 CRC 患者的预后 。