STAU1 在肺腺癌中的致癌特征及对可变剪接和基因表达的调控研究

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Scientific Reports 3.8

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  【编辑推荐】为探究 STAU1 在肺腺癌(LUAD)中的作用机制,研究人员以 A549 细胞为模型,结合 RNA 测序(RNA-seq)和体外实验发现,STAU1 高表达可促进细胞增殖、侵袭和迁移并抑制凋亡,还调控 197 个差异表达基因(DEGs)和 1362 个可变剪接事件(ASEs),为 LUAD 诊疗提供新方向。

  
肺癌作为全球癌症相关死亡的主要原因之一,其五年生存率因诊断阶段不同差异显著,其中肺腺癌(LUAD)是最常见的非小细胞肺癌(NSCLC)亚型,晚期患者生存率不足 7%。尽管近年来在分子靶向治疗和免疫治疗等领域取得进展,但临床效果仍存在局限性,亟需挖掘新的生物标志物和治疗靶点。STAU1 作为一种双链 RNA 结合蛋白,已被证实参与多种癌症的发展,但其在肺腺癌中的具体功能和分子机制尚不清楚。基于此,新疆维吾尔自治区人民医院呼吸与危重症医学科的研究团队开展了相关研究,旨在揭示 STAU1 在肺腺癌中的作用及机制,该研究成果发表于《Scientific Reports》。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:通过小干扰 RNA(siRNA)技术敲低 A549 细胞中 STAU1 的表达;利用 RNA 测序(RNA-seq)分析 STAU1 敲低后的转录组变化;借助 EdU 实验、流式细胞术、Transwell 实验等检测细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移能力;运用实时定量 PCR(RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)验证基因和蛋白表达水平;结合生物信息学分析(如 GO 和 KEGG 富集分析、GSEA 分析)挖掘相关信号通路和功能富集情况。此外,研究还整合了 TCGA、UALCAN、HPA 等公共数据库的临床样本数据,分析 STAU1 及其靶基因的表达与预后的相关性。

STAU1 在肺腺癌中高表达且与肿瘤进展相关


通过分析 TCGA、UALCAN 数据库及 HPA 免疫组化数据,发现 STAU1 在肺腺癌组织中显著高表达,且其蛋白水平随肿瘤分级和分期的增加而升高。除部分样本量较小的病理类型外,STAU1 在多数肺癌亚型中均呈高表达,提示其可能在肺腺癌的发生发展中起关键作用。

STAU1 敲低抑制肺腺癌细胞的恶性表型


在 A549 和 PC-9 细胞中敲低 STAU1 后,细胞增殖能力显著下降,EdU 阳性细胞比例减少;流式细胞术显示凋亡细胞比例显著增加;Transwell 实验证实细胞侵袭和迁移能力明显减弱。这些结果表明,STAU1 对肺腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移具有促进作用,抑制其表达可诱导细胞凋亡,提示 STAU1 具有致癌特性。

STAU1 调控肺腺癌细胞的转录组和可变剪接事件


RNA-seq 分析显示,敲低 STAU1 后共检测到 197 个差异表达基因(DEGs),其中 143 个上调、54 个下调。GO 和 KEGG 富集分析表明,DEGs 主要富集于细胞黏附、细胞增殖等通路,GSEA 分析还发现其与上皮 - 间质转化(EMT)通路相关。进一步验证发现,CFHR1、KLF2、RHOB 等抑癌基因在 siSTAU1 组上调,而 MASTL、STC2 等促癌基因下调。此外,研究还鉴定出 1362 个 STAU1 调控的可变剪接事件(ASEs),主要类型包括内含子保留(IntronR)、可变 3' 剪接位点(A3SS)和可变 5' 剪接位点(A5SS)。GO 分析显示,相关基因富集于细胞分裂和细胞周期调控通路,其中 BIN1 和 SNHG17 的可变剪接异常通过 PCR 实验验证,提示 STAU1 通过调控可变剪接影响基因功能。

STAU1 靶基因与肺腺癌预后的相关性


生存分析表明,MASTL 高表达及 HABP4、BTG2 低表达与肺腺癌患者预后不良相关。TCGA 数据分析显示,STAU1 表达与 MASTL、STC2 呈正相关,与 KLF2、BTG2 呈负相关,进一步支持 STAU1 通过调控这些靶基因促进肿瘤进展的机制。

研究结论与意义


本研究证实 STAU1 在肺腺癌中具有致癌作用,其通过调控细胞黏附、细胞周期相关基因的表达及可变剪接事件,促进肺腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移,并抑制凋亡。研究首次系统揭示了 STAU1 在肺腺癌中的分子机制,为理解肺腺癌的发病机制提供了新视角,同时 identified STAU1 及其调控的关键基因(如 CFHR1、KLF2、MASTL、BIN1 等)和通路(如 EMT、细胞周期)作为潜在的诊断标志物和治疗靶点,为肺腺癌的精准医疗提供了新方向。尽管 STAU1 在不同肺癌亚型中的作用存在争议,需进一步临床验证,但其在肺腺癌中的致癌机制研究为后续开发针对性干预策略奠定了基础。

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