Pdcd4通过翻译抑制Slug蛋白表达抑制结直肠癌细胞侵袭的分子机制

这篇研究揭示了肿瘤抑制因子Pdcd4（Programmed cell death 4）通过结合真核翻译起始因子4A（eIF4A）抑制Slug蛋白翻译的新机制。研究发现Pdcd4缺失会特异性增强Slug mRNA在 polysome（多核糖体）中的富集，并通过5′UTR（5′非翻译区）依赖的方式促进Slug翻译，进而下调E-cadherin表达并促进结直肠癌侵袭。该研究为靶向eIF4A/Pdcd4-Slug轴治疗转移性结直肠癌提供了理论依据。

　　

ABSTRACT

结直肠癌（CRC）转移是导致患者死亡的主要原因，其过程受上皮-间质转化（EMT）调控。肿瘤抑制因子Pdcd4已知通过结合eIF4A抑制翻译，前期研究发现其能通过mTORC2-Akt轴抑制Sin1翻译从而下调Snail表达。然而，Pdcd4是否直接调控另一关键EMT转录因子Slug尚不明确。

Method

采用^PDCD4 shRNA和^SLUG siRNA分别敲低结直肠癌细胞中Pdcd4和Slug表达，通过蔗糖梯度离心分析^SLUG mRNA翻译状态，荧光素酶报告系统验证^SLUG 5′UTR在Pdcd4抑制中的作用，Matrigel侵袭实验评估Slug促侵袭功能。

Result

Pdcd4敲低显著增加Slug蛋白水平但不改变mRNA丰度。多核糖体分析显示Pdcd4缺失促进^SLUG mRNA向 polysome 富集。将^SLUG 5′UTR克隆至荧光素酶载体（SLUG-5′UTR-Luc）后，发现Pdcd4敲低使报告基因活性提升1.6倍，而过表达Pdcd4则抑制其活性。eIF4A抑制剂silvestrol处理可降低65%的Slug蛋白水平。值得注意的是，在Pdcd4缺陷细胞中敲低Slug能恢复E-cadherin表达并消除侵袭表型。

1 Introduction

EMT过程中，Slug通过招募组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）抑制E-cadherin表达。临床数据显示Slug阳性结直肠癌患者预后最差。Pdcd4作为广谱抑癌因子，其缺失可通过mTORC2-Akt-NFκB轴上调Snail表达，但其对Slug的调控机制尚未阐明。

2 Materials and Methods

实验采用HT29、RKO细胞系及原代Pt130细胞。通过5′RACE技术克隆出159 nt的^SLUG 5′UTR（自由能-74.90 kcal/mol），构建SLUG-5′UTR-Luc报告载体。蔗糖梯度离心分离FRPs（游离核糖体）、monosome（单核糖体）和polysome组分，RT-qPCR定量mRNA分布。

3 Results

TCGA数据分析显示：

• ^SNAIL mRNA在癌组织中显著升高且与^PDCD4负相关（r=-0.303）

• ^SLUG mRNA在癌/正常组织无差异，且与Pdcd4无相关性

  功能实验证实：

• Pdcd4缺失使HT29细胞Slug蛋白增加4.5倍，但mRNA不变

• 过表达Pdcd4（157-469）片段（含MA-3结构域）可降低55% Slug蛋白

• eIF4A抑制剂silvestrol（100 nM）使Slug蛋白减少20倍

4 Discussion

研究首次揭示：

1. Pdcd4通过^SLUG 5′UTR抑制eIF4A依赖性翻译

2. 该调控具有结构特异性：5′UTR自由能需＞-44.8 kcal/mol

3. Slug上调通过u-PAR（尿激酶型纤溶酶原激活物受体）和c-Myc促进侵袭

   临床转化意义：

   • 纳米颗粒递送^PDCD4 cDNA/mRNA或使用silvestrol靶向eIF4A

5 Conclusions

Pdcd4-eIF4A-Slug轴为结直肠癌侵袭的关键调控通路，靶向该通路可成为抑制转移的新策略。