靶向ANXA8–SP1–PPA1轴调控TCA循环和基质沉积:弥漫型胃癌治疗新策略

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Research 10.7

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  本研究针对弥漫型胃癌(DGC)中异常细胞外基质(ECM)沉积和代谢重编程的调控机制,通过多组学分析发现ANXA8通过SP1-PPA1轴抑制三羧酸循环(TCA),激活癌症相关成纤维细胞(CAFs)并促进ECM沉积。研究人员筛选出小分子抑制剂UNC2025,联合纳米递送系统显著增强5-FU疗效,为DGC治疗提供新靶点和临床转化策略。

  

弥漫型胃癌(DGC)是一种侵袭性强、预后极差的恶性肿瘤,其特征是致密的细胞外基质(ECM)沉积和显著的间质反应。这种独特的微环境不仅促进肿瘤进展,还导致化疗药物如5-氟尿嘧啶(5-FU)的疗效受限。尽管近年来免疫治疗和靶向治疗取得进展,但DGC患者的生存率仍不理想。究其原因,ECM异常沉积形成的物理屏障会阻碍药物渗透,同时代谢异常导致的能量供应失衡可能进一步加剧肿瘤恶性表型。然而,ECM沉积与代谢重编程之间的调控机制尚不明确,这成为改善DGC治疗的关键科学问题。

为破解这一难题,研究人员在《Research》发表的最新研究中,整合单细胞测序、蛋白质组学、代谢组学和大规模临床数据,发现DGC中存在显著的三羧酸循环(TCA cycle)抑制现象。通过多组学交叉分析,首次鉴定出膜联蛋白A8(ANXA8)是连接代谢异常与ECM沉积的核心调控因子。机制研究表明,ANXA8通过与转录因子SP1相互作用,促进焦磷酸酶1(PPA1)的转录,从而抑制TCA循环关键酶(如CS、IDH2和SDHA)的表达。这种代谢重编程导致乳酸堆积,激活CAFs并驱动胶原沉积,形成促肿瘤微环境。

研究采用的关键技术包括:15例DGC患者的配对组织膜蛋白质组学分析、261,807个单细胞的转录组测序、基于TCGA数据库的生存分析和LASSO回归建模、患者来源类器官(PDO)和小鼠移植瘤(PDX)模型验证,以及基于结构虚拟筛选的ANXA8抑制剂开发。

TCA循环抑制与异常ECM沉积相关

通过比较DGC组织和癌旁正常组织的蛋白质组学数据,发现TCA循环和氧化磷酸化通路显著下调。单细胞测序进一步证实上皮细胞中碳代谢通路受抑,而间质细胞中ECM受体相互作用通路激活。代谢组学显示TCA循环中间产物(柠檬酸、顺乌头酸等)在DGC细胞中减少,临床样本中TCA循环酶表达与胶原沉积呈负相关。

ANXA8是调控TCA抑制和ECM沉积的关键因子

多组学交叉分析锁定ANXA8为核心差异蛋白。生存分析显示高表达ANXA8患者预后更差,且与5-FU耐药显著相关。机制上,ANXA8缺失可恢复TCA循环活性,降低CAFs活化和胶原沉积。

ANXA8通过SP1-PPA1轴调控代谢与微环境

实验证实ANXA8与SP1结合促进PPA1启动子活性,PPA1敲除后TCA循环中间产物显著增加。临床样本中PPA1高表达与TCA循环酶低表达及高胶原沉积密切相关。

靶向ANXA8增强化疗敏感性

虚拟筛选发现MERTK/FLT3抑制剂UNC2025能特异性结合ANXA8(KD=83.46 nmol/L),破坏ANXA8-SP1相互作用。在PDX模型中,UNC2025联合5-FU使小鼠中位生存期从47天延长至68天。

纳米递送系统提升治疗效能

开发的TA@UNC2025纳米颗粒具有pH响应特性,在酸性肿瘤微环境中释放率提升6倍。该纳米药物使PDX模型生存期进一步延长至96.6天,且显著降低游离药物的心脏毒性。

这项研究的重要意义在于:首次阐明ANXA8-SP1-PPA1轴通过代谢-微环境交叉调控促进DGC进展的分子机制;临床转化方面,发现UNC2025可重新激活TCA循环并逆转ECM屏障,其纳米制剂更展现出协同增效作用。该成果不仅为DGC的预后评估提供新标志物,更为克服化疗耐药提供了"代谢调控+纳米递药"的创新治疗策略。值得注意的是,ANXA8在多种实体瘤中高表达,因此该靶点的发现可能具有更广泛的肿瘤治疗指导价值。

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