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STAT1-YAP1正反馈环路驱动KRAS突变结直肠癌脂质合成与化疗耐药机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月26日 来源:Communications Biology 5.1
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本研究揭示了STAT1与YAP1在KRAS突变结直肠癌(CRC)中形成的正反馈环路:STAT1通过S727磷酸化上调SREBP1/2促进脂质合成,同时激活甲羟戊酸通路维持YAP1核定位,而YAP1-TEAD4复合物进一步强化SREBP表达。该发现不仅阐明了KRAS突变肿瘤代谢重编程新机制,更为联合靶向YAP1-TEAD与甲羟戊酸通路克服EGFR抑制剂耐药提供了理论依据,发表于《Communications Biology》。
在肿瘤研究领域,KRAS突变堪称"最难攻克的靶点"之一,尤其在结直肠癌、肺癌和胰腺癌中,KRAS突变率高达30%。这些突变将KRAS蛋白锁定在持续激活状态,如同踩下永不松开的油门,驱动肿瘤疯狂生长。但更棘手的是,KRAS突变肿瘤常对靶向治疗产生耐药性,这背后隐藏的分子机制一直迷雾重重。传统认知中,STAT1是免疫防御的"卫士",能通过干扰素(IFN)信号通路对抗病毒感染。然而近年发现,STAT1在肿瘤中竟有"双面人格"——既能抑制肿瘤,又能促进生存,这种矛盾行为背后的机制令人费解。与此同时,转录共激活因子YAP1作为Hippo通路的关键调控靶点,在KRAS突变肿瘤中异常活跃,但YAP1如何与代谢重编程相偶联仍是未解之谜。
这项发表于《Communications Biology》的研究,由Shuo Wang等科学家团队揭开了STAT1与YAP1在KRAS突变结直肠癌中形成的致命同盟。研究人员采用KRAS G13D突变型结直肠癌细胞系HCT116/DLD1及其野生型同源株HK2-8/DKO-1,通过CRISPR基因编辑、染色质免疫沉淀(ChIP)、亚细胞分馏等技术,结合RNA测序和裸鼠移植瘤模型,系统解析了STAT1-YAP1轴的作用机制。
STAT1促进KRAS突变肿瘤细胞存活
基因敲除实验显示,STAT1特异性支持KRAS突变型而非野生型细胞的克隆形成能力。RNA测序发现STAT1显著上调1922个基因,其中脂质合成通路基因富集程度最高,包括固醇调节元件结合蛋白(SREBP1/2)及其下游靶基因。
STAT1通过S727磷酸化激活SREBP转录
ChIP实验证实STAT1直接结合SREBF1/2基因启动子区。磷酸化位点突变体研究表明,STAT1的S727(而非Y701)磷酸化对其转录激活功能至关重要。在KRAS突变细胞中,STAT1-S727P通过甲羟戊酸通路维持自我激活,形成正反馈循环。
STAT1-YAP1互作驱动脂质合成
机制研究发现,STAT1通过上调甲羟戊酸通路促进YAP1核转位,而YAP1-TEAD4复合物又结合SREBF基因增强子区,进一步放大SREBP表达。这种交叉调控构成"代谢-表观遗传"双重feedforward环路,使KRAS突变细胞获得持续脂质合成能力。
治疗策略突破
移植瘤实验表明,联合应用TEAD抑制剂VT104与他汀类药物可显著抑制肿瘤生长。更重要的是,该通路解释了KRAS突变肿瘤对EGFR抑制剂(如阿法替尼)的固有耐药性——STAT1-YAP1轴通过维持脂质代谢流帮助肿瘤细胞逃逸靶向治疗。
这项研究首次揭示STAT1与YAP1在KRAS突变肿瘤中的协同作用:STAT1从传统免疫角色"叛变"为代谢重编程的推手,通过与YAP1形成正反馈环路,将甲羟戊酸通路、脂质合成与转录调控网络紧密耦合。这不仅为KRAS突变肿瘤的代谢依赖性提供了新解释,更开创了联合靶向YAP1-TEAD与代谢通路的新型治疗策略。特别值得注意的是,该研究突破了对STAT1功能的传统认知,揭示其在肿瘤微环境中的"代谢指挥官"角色,为克服靶向治疗耐药性提供了理论依据。未来研究可进一步探索该通路与肿瘤免疫逃逸的关联,以及在不同KRAS突变亚型中的特异性调控模式。
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