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胰腺癌(PC)死亡率高、5 年生存率仅约 10%,细胞衰老与 PC 关系不明。研究人员探究 Sciellin(SCEL)在 PC 中的作用,发现 SCEL 在 PC 组织中高表达,通过激活 Notch 通路抑制细胞衰老,促进 PC 细胞增殖、侵袭和转移,为 PC 治疗提供新靶点。
在癌症的世界里,胰腺癌堪称 “恶魔” 一般的存在。它的发病率逐年上升,而患者的五年生存率却只有约 10%,就像被宣判了极刑。细胞衰老本是对抗癌症的一种机制,能抑制受损或异常细胞的增殖,从而阻止肿瘤发展,但在胰腺癌中,细胞衰老的具体机制却如同迷雾,让人捉摸不透。Sciellin(SCEL)作为一种在上皮细胞中大量富集的蛋白,之前的研究只是通过生物信息学分析发现它与细胞衰老可能存在潜在联系,可它在胰腺癌的细胞衰老过程以及肿瘤恶性发展中究竟扮演着怎样的角色,依旧无人知晓。在这样的背景下,为了揭开胰腺癌的神秘面纱,找到新的治疗靶点,贵州医科大学附属医院肝胆外科等多个机构的研究人员开展了深入研究。
研究人员整合了多个数据库进行生物信息学分析,收集了 104 对胰腺癌及癌旁组织样本。他们运用免疫组化、RNA 提取和实时定量聚合酶链反应(qPCR)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)等多种技术,还建立了细胞模型和动物模型进行体内外实验。通过一系列严谨的实验操作,研究人员发现,SCEL 在胰腺癌组织和细胞模型中显著上调,而且高表达的 SCEL 与患者较差的临床预后相关。进一步研究揭示,SCEL 与 Jagged-1 相互作用,激活了 Notch 信号通路。这一通路的激活,就像打开了一个 “开关”,有效地抑制了胰腺癌细胞的衰老,同时增强了癌细胞的增殖、侵袭和转移能力 。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为胰腺癌的治疗提供了新的潜在靶点,有望为胰腺癌患者带来新的希望。
研究人员采用的主要关键技术方法包括:一是生物信息学分析,整合癌症基因组图谱和基因型 - 组织表达数据库进行综合基因关联研究;二是样本检测技术,如免疫组化检测组织样本中相关蛋白表达,RNA 提取和 qPCR 检测基因表达,Western blotting 分析蛋白水平;三是细胞实验技术,包括细胞培养、转染,以及多种细胞功能检测实验;四是动物实验技术,建立裸鼠皮下肿瘤模型和肺转移模型进行体内研究。
下面来详细看看研究结果:
- Enhanced sciellin expression in early pancreatic cancer:通过对 GEPIA 数据库分析,发现胰腺癌组织中 SCEL 表达显著升高,且与患者总生存期和无病生存期呈负相关。在不同肿瘤分期中,SCEL 表达呈现先升后降趋势。对 104 例患者样本的研究以及蛋白和 mRNA 水平检测,都证实了胰腺癌组织中 SCEL 的高表达,表明其在胰腺癌早期诊断和病情监测方面有重要意义。
- Sciellin inhibits senescence in pancreatic cancer cells:在 AsPC-1 和 Mia PaCa-2 胰腺癌细胞系中建立稳定的 SCEL 敲低模型,通过免疫荧光、β - 半乳糖苷酶染色和 Western blotting 等实验发现,敲低 SCEL 会诱导细胞衰老,说明 SCEL 在体外具有抑制胰腺癌细胞衰老的功能。
- Sciellin facilitates pancreatic cancer cell growth and metastatic potential:体外实验中,CCK - 8、集落形成和 EdU 掺入实验表明 SCEL 敲低会抑制细胞增殖;伤口愈合和 Transwell 迁移实验显示 SCEL 敲低会削弱细胞的迁移和侵袭能力,证明 SCEL 对胰腺癌细胞的增殖和转移有促进作用。
- Sciellin modulates pancreatic cancer senescence, proliferation, and metastasis in vivo:利用裸鼠皮下肿瘤模型和肺转移模型进行体内实验,结果显示敲低 SCEL 的 AsPC-1 细胞接种的裸鼠,皮下肿瘤更小,增殖和转移相关蛋白表达降低,衰老相关蛋白表达增加,肺转移发生率也显著降低,进一步证实 SCEL 在体内可抑制细胞衰老,促进癌细胞增殖和转移。
- Sciellin enhances pancreatic cancer growth via notch pathway activation and Jagged-1 stabilization:基因集富集分析发现 SCEL 促进胰腺癌生长与 Notch 信号通路有关,Jagged-1 是该通路的关键效应因子。研究发现 SCEL 可通过稳定 Jagged-1 蛋白表达激活 Notch 通路,促进癌细胞生长,免疫荧光和免疫共沉淀实验也验证了两者的相互作用。
- Sciellin augments pancreatic cancer progression through notch signaling activation:使用针对 Jagged-1 的小干扰 RNA 和 Notch 通路抑制剂进行实验,结果表明抑制 Jagged-1 表达和 Notch 信号通路,能显著减轻 SCEL 对胰腺癌细胞衰老的抑制作用,以及对癌细胞增殖和转移的促进作用,说明 Jagged-1 和 Notch 信号通路是 SCEL 影响胰腺癌细胞恶性行为的关键介导因素。
研究结论和讨论部分指出,胰腺癌恶性程度高、治疗效果差,急需新的治疗方法。本研究发现 SCEL 在胰腺癌组织和细胞系中过表达,与患者不良预后相关,降低 SCEL 表达可促进癌细胞衰老,抑制其增殖、侵袭和转移。SCEL 通过与 Jagged-1 相互作用激活 Notch 信号通路发挥作用,这为胰腺癌的诊断和治疗提供了新的潜在生物标志物和治疗靶点,有望为攻克胰腺癌这一难题开辟新的道路,在未来的临床治疗中发挥重要作用。