GLI2-HRD1轴通过调控UCK2泛素化降解促进胃癌细胞对5-FU耐药性的机制研究

本研究针对胃癌(GC)患者对5-氟尿嘧啶(5-FU)化疗耐药的关键科学问题，通过全基因组CRISPR/Cas9敲除筛选技术，首次揭示转录因子GLI2通过激活E3泛素连接酶HRD1的表达，促进尿苷-胞苷激酶2(UCK2)的泛素化降解，从而介导胃癌细胞对5-FU耐药的新机制。该研究不仅阐明了GLI2-HRD1-UCK2信号轴在化疗耐药中的核心作用，更为逆转胃癌耐药提供了潜在治疗靶点。

　　

胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤，其高死亡率与化疗耐药密切相关。5-氟尿嘧啶(5-FU)作为胃癌化疗的基础药物，耐药性问题严重制约临床疗效。尽管已有研究表明尿苷-胞苷激酶2(UCK2)参与核苷类似物的代谢激活，但其在胃癌5-FU耐药中的具体机制尚未阐明。与此同时，Hedgehog信号通路关键转录因子GLI2和E3泛素连接酶HRD1在肿瘤进展中的作用日益受到关注，但二者是否通过调控UCK2影响化疗敏感性仍属未知。

福建医科大学的研究团队在《Translational Oncology》发表重要研究成果，通过整合全基因组CRISPR/Cas9敲除筛选、分子互作分析和动物模型验证，首次系统揭示了GLI2-HRD1-UCK2信号轴调控胃癌5-FU耐药的全新机制。研究采用6对临床胃癌组织样本、5种胃癌细胞系及裸鼠移植瘤模型，运用CRISPR/Cas9全基因组筛选鉴定关键基因，结合染色质免疫沉淀(ChIP)、免疫共沉淀(Co-IP)和泛素化分析等技术，证实GLI2通过转录激活HRD1促进UCK2的泛素化降解，最终导致5-FU耐药。

主要研究结果：

1. CRISPR筛选鉴定UCK2为5-FU敏感性的关键调控因子
   通过GeCKO v2全基因组敲除文库筛选发现，UCK2敲除显著降低AGS细胞对5-FU的敏感性。GO分析显示差异基因富集于"大分子生物合成过程"，提示代谢重编程在耐药中的重要作用。

2. GLI2/HRD1上调与UCK2下调的临床相关性
   在6对胃癌组织及5-FU耐药细胞系中，GLI2和HRD1表达显著高于癌旁组织，而UCK2水平明显降低。功能实验证实UCK2敲除促进细胞增殖并降低5-FU敏感性。

3. HRD1通过泛素化降解调控UCK2蛋白稳定性
   Co-IP证实HRD1与UCK2直接结合。蛋白酶体抑制剂MG132处理可逆转HRD1过表达导致的UCK2降解。K78位点突变实验证实该位点是HRD1介导UCK2泛素化的关键位点。

4. GLI2转录激活HRD1的分子机制
   生物信息学预测和ChIP实验证实GLI2结合HRD1启动子区(-1734/-1722bp和-738/-726bp)。双荧光素酶报告基因显示GLI2敲除使HRD1启动子活性降低60%。

5. 动物实验验证治疗靶点价值
   在裸鼠移植瘤模型中，GLI2敲除使肿瘤体积缩小42%，而HRD1过表达可逆转此效应。免疫组化显示GLI2/HRD1与Ki67表达呈正相关，与UCK2呈负相关。

研究意义：
该研究首次阐明GLI2-HRD1-UCK2轴在胃癌5-FU耐药中的核心作用：GLI2转录激活HRD1表达→HRD1识别并泛素化UCK2(K78位点)→蛋白酶体降解UCK2→减弱5-FU的细胞毒性。这一发现不仅解释了临床观察到的化疗耐药现象，更提出通过靶向GLI2(如抑制剂GANT61)或HRD1(如抑制剂LS102)来恢复UCK2表达的治疗新策略。研究采用的CRISPR全基因组筛选与多组学验证相结合的研究范式，为肿瘤耐药机制研究提供了方法学参考。

值得注意的是，该机制可能具有广谱意义——实验证实GLI2-HRD1轴同样影响胃癌细胞对顺铂的敏感性，提示其可能参与多种化疗药物的耐药调控。未来研究可进一步探索UCK2下游效应分子，以及该通路在不同胃癌分子分型中的异质性，为精准治疗提供依据。