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为探讨 AHNAK2 在结直肠癌(CRC)5 - 氟尿嘧啶(5-FU)耐药中的作用,研究人员通过数据库分析、细胞模型构建及多组学实验发现,AHNAK2 高表达与 CRC 患者不良预后相关,其通过激活 AKT/GSK-3β 通路增强 5-FU 耐药性,为逆转耐药提供新靶点。
结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)作为全球第三大常见恶性肿瘤,其治疗面临着化疗耐药的严峻挑战。5 - 氟尿嘧啶(5-Fluorouracil, 5-FU)是晚期 CRC 的基础化疗药物,但临床中 5-FU 耐药的发生常导致治疗失败,患者预后不佳。因此,深入探究 5-FU 耐药的分子机制、寻找有效的逆转策略成为亟待解决的医学难题。在此背景下,空军军医大学西京医院消化病医院的研究人员开展了相关研究,旨在揭示 AHNAK 核蛋白 2(AHNAK nucleoprotein 2, AHNAK2)在 CRC 5-FU 耐药中的作用及机制,该研究成果发表在《Clinical and Experimental Medicine》。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:利用 GEPIA 和 Kaplan–Meier Plotter 数据库分析 AHNAK2 表达与 CRC 患者预后的关联;收集 59 例 CRC 组织样本(含 30 例 5-FU 耐药和 29 例 5-FU 敏感样本),通过免疫组化、qRT-PCR 和 Western blot 检测 AHNAK2 表达;采用逐步递增浓度 5-FU 处理构建 LoVo/5-FU 和 HCT116/5-FU 耐药细胞系;通过慢病毒转染实现 AHNAK2 敲低或过表达;运用 CCK-8 实验、集落形成实验、流式细胞术、伤口愈合实验、Transwell 实验及肿瘤异种移植模型(BALB/c 裸鼠)评估细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭及体内成瘤能力;借助 Western blot 分析 AKT/GSK-3β 通路相关蛋白表达。
高表达 AHNAK2 与 CRC 患者不良预后及化疗耐药相关
通过 GEPIA 数据库分析发现,AHNAK2 mRNA 高表达与 CRC 患者总生存期(Overall Survival, OS)缩短(p=0.0068,HR=2.0)、无病生存期(Disease-Free Survival, DFS)减少(p=0.022,HR=1.8)显著相关。Kaplan–Meier Plotter 分析显示,AHNAK2 高表达患者的 OS(p=1.8×10-8,HR=1.8)和无复发生存期(Recurrence-Free Survival, RFS)(p=3.4×10-13,HR=2.16)均显著降低,且在接受化疗的患者中这种关联更为明显。
AHNAK2 在 5-FU 耐药 CRC 组织和细胞中显著上调
免疫组化结果显示,CRC 组织中 AHNAK2 蛋白表达显著高于正常肠黏膜组织,且 5-FU 耐药肿瘤中的表达水平最高。qRT-PCR 和 Western blot 验证,与正常结肠上皮细胞 NCM460 相比,CRC 细胞系(LoVo、HCT116)中 AHNAK2 mRNA 和蛋白表达升高,而 5-FU 耐药细胞系(LoVo/5-FU、HCT116/5-FU)中的表达进一步增加。
AHNAK2 增强 5-FU 耐药 CRC 细胞的增殖、周期进展和侵袭能力,抑制凋亡
敲低 LoVo/5-FU 细胞中的 AHNAK2 可减少集落形成数量,诱导细胞周期阻滞于 G0/G1 期,促进凋亡;而过表达 HCT116/5-FU 细胞中的 AHNAK2 则增强集落形成能力,加速 G1/S 期转换,抑制凋亡。伤口愈合和 Transwell 实验表明,AHNAK2 敲低显著降低细胞迁移和侵袭能力,过表达则增强这些恶性表型。
AHNAK2 通过激活 AKT/GSK-3β 信号通路介导 5-FU 耐药
机制研究发现,AHNAK2 敲低可降低 LoVo/5-FU 细胞中增殖标志物 PCNA、细胞周期蛋白 CDK4 及磷酸化 AKT(p-AKT/AKT)、磷酸化 GSK-3β(p-GSK-3β/GSK-3β)的表达,同时增加凋亡标志物 cleaved caspase-3 和上皮标志物 E-cadherin 的表达;与之相反,AHNAK2 过表达在 HCT116/5-FU 细胞中产生了反向调控作用,证实 AHNAK2 通过激活 AKT/GSK-3β 信号通路发挥作用。
AHNAK2 敲低在体内抑制 5-FU 耐药
裸鼠异种移植实验显示,敲低 AHNAK2 的 LoVo/5-FU 细胞在注射 5-FU 后肿瘤体积和重量显著小于对照组,qRT-PCR 和 Western blot 证实肿瘤组织中 AHNAK2 表达降低,p-AKT/AKT、p-GSK-3β/GSK-3β 活性受到抑制,cleaved caspase-3 表达增加。
研究结论与意义:本研究首次证实 AHNAK2 通过激活 AKT/GSK-3β 信号通路降低 CRC 对 5-FU 的化疗敏感性,其高表达与患者不良预后密切相关。该发现不仅揭示了 CRC 5-FU 耐药的新机制,还为临床逆转耐药提供了潜在治疗靶点 ——AHNAK2,有望通过干预该分子或其下游通路开发新型治疗策略,改善 CRC 患者的治疗效果和预后。研究结果为精准肿瘤学中克服化疗耐药提供了重要理论依据,具有转化医学研究价值。