ARHGAP4/MYH9/β-catenin/c-Jun正反馈环路调控结直肠癌干性的分子机制及临床意义

本研究针对结直肠癌(CRC)干性调控机制不明的关键问题，揭示了ARHGAP4通过MYH9依赖性方式促进GSK3β泛素化复合体组装，激活β-catenin/c-Jun正反馈轴的新机制。研究人员综合运用生物信息学、蛋白质组学和功能实验(包括co-IP、流式细胞术和异种移植模型)，证实ARHGAP4高表达与CRC不良预后显著相关，其与MYH9的关键残基(ASP317/336/HIS338/SER452)相互作用可增强肿瘤干性。该发现为CRC尤其是癌症干细胞(CSCs)的靶向治疗提供了新策略。

　　

结直肠癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其治疗面临的最大挑战是肿瘤复发和转移，这背后隐藏着癌症干细胞(CSCs)的"罪魁祸首"。这些具有自我更新能力的细胞群体如同肿瘤中的"顽固分子"，对常规治疗表现出极强的抵抗性。尽管科学家们已发现Wnt/β-catenin等经典通路参与调控CSCs特性，但具体分子机制仍存在大量未知领域。更棘手的是，CSCs的高度异质性使得靶向治疗举步维艰。

在这一背景下，福建省立医院的研究团队将目光投向了RhoGAPs家族成员ARHGAP4。这个蛋白在胰腺癌和白血病中已被证实具有促癌作用，但其与肿瘤干性的关系仍是未解之谜。通过系统研究，团队发现ARHGAP4/MYH9/β-catenin/c-Jun构成的正反馈环路是调控CRC干性的关键开关，相关成果发表在《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究采用了多组学整合分析策略：从TCGA和GEO数据库获取CRC临床数据；通过免疫共沉淀(co-IP)和质谱技术鉴定ARHGAP4互作蛋白；利用点突变和报告基因实验验证关键残基功能；采用流式细胞术分选CD133⁺
干细胞群；建立裸鼠异种移植模型评估肿瘤成瘤能力。

ARHGAP4在CRC中高表达且与不良预后相关
生物信息学分析发现，在RhoGAPs家族22个差异基因中，仅ARHGAP4的高表达与患者总生存期(OS)显著相关。临床样本免疫组化显示，ARHGAP4在转移灶中的表达显著高于原发灶，且与肿瘤分期正相关。

ARHGAP4促进CRC干性
功能实验表明，过表达ARHGAP4(ARHGAP4-OE)可使肿瘤球形成能力提升3倍，CD133⁺
细胞比例增加2.5倍；而敲低ARHGAP4(ARHGAP4-Sh)则显著抑制肿瘤生长。动物实验证实，ARHGAP4-OE组移植瘤体积是对照组的4倍，且表现出更强的肝转移倾向。

分子机制解析
蛋白质组学揭示ARHGAP4与MYH9存在直接相互作用，关键结合位点包括ASP317、ASP336、HIS338和SER452。这种相互作用促进了GSK3β、TRAF6和MYH9三元复合物的组装，加速GSK3β的K48连接型泛素化降解，从而解除其对β-catenin的抑制作用。激活的β-catenin入核后上调c-Jun表达，而c-Jun又可转录激活MYH9和ARHGAP4的表达，形成正反馈环路。

临床转化价值
研究发现，破坏ARHGAP4-MYH9相互作用的关键残基可显著抑制肿瘤干性。这为开发靶向该结合界面的抑制剂提供了理论依据，尤其对ARHGAP4高表达的CRC患者具有精准治疗潜力。

这项研究首次阐明了ARHGAP4通过MYH9依赖性机制调控CRC干性的完整通路，不仅丰富了肿瘤干细胞理论，更重要的是为克服CRC治疗抵抗提供了新的靶点选择。研究者特别指出，针对ARHGAP4-MYH9相互作用界面的药物设计，有望成为打破β-catenin/c-Jun正反馈环路的"特洛伊木马"，为临床实现CSCs靶向清除开辟了新途径。