ARHGAP29通过RhoA/ROCK-SMAD双通路调控黑色素瘤表型转换的机制研究

本文揭示了Rho GTP酶激活蛋白29（ARHGAP29）在黑色素瘤中的关键作用：通过抑制RhoA/ROCK通路促进细胞铺展形态，同时激活SMAD信号通路驱动间质样表型转换。研究发现ARHGAP29显著上调于侵袭性黑色素瘤细胞，通过调控MCAM、SNAIL、MMPs等靶基因增强迁移侵袭能力，为靶向肿瘤可塑性提供新策略。

　　

ARHGAP29在黑色素瘤表型转换中的新兴角色

1 引言

恶性黑色素瘤作为最具侵袭性的皮肤癌，其高转移性与表型可塑性密切相关。研究表明，黑色素瘤细胞能在增殖性和侵袭性状态间动态转换（即表型转换），其中侵袭性间质样表型与治疗抵抗显著相关。Rho GTP酶家族成员RhoA及其下游效应分子ROCK在肿瘤进展中发挥双重作用，而Rho GTP酶激活蛋白29（ARHGAP29）作为该通路的关键调控因子，其在黑色素瘤中的功能尚属空白。

2 方法

研究采用9种黑色素瘤细胞系和正常人表皮黑素细胞（NHEM），通过RNA测序、qRT-PCR和Western blot验证ARHGAP29表达谱。利用siRNA敲降、ROCK抑制剂Y-27632处理及CTGF过表达等策略，结合Boyden小室迁移侵袭实验、球体形成实验和荧光染色等技术，系统评估ARHGAP29对细胞形态、运动性和信号通路的影响。

3 结果

3.1 ARHGAP29在黑色素瘤中特异性高表达

RNA-Seq数据显示ARHGAP29在黑色素瘤细胞系的表达量较NHEM显著提升（WM1366达6倍，WM1158达4倍）。临床样本免疫组化证实其在原发灶和转移灶中均呈现阳性染色，生存分析提示高表达患者预后更差。

3.2 调控细胞形态与骨架重组

ARHGAP29敲降导致细胞直径缩小40%（WM1366）和35%（WM1158），荧光染色显示肌动蛋白骨架重构，细胞铺展面积减少52-59%。这种效应可被ROCK抑制剂Y-27632逆转，证实其通过抑制RhoA/ROCK通路调控细胞形态。

3.3 增强肿瘤恶性特征

功能实验显示ARHGAP29敲降使迁移能力降低45%（WM1366）和30%（WM1158），侵袭能力下降50%以上。克隆形成实验表明其促进细胞增殖，200个接种细胞的集落数减少60%。

3.4 介导细胞-基质互作

球体实验发现敲降组出现明显细胞脱落现象，伴随黑色素瘤细胞粘附分子（MCAM）表达下调70%。整合素β3（ITGB3）和基质金属蛋白酶（MMP2/9/14）表达同步降低，揭示其对细胞外基质重塑的调控作用。

3.5 激活SMAD非经典通路

意外发现ARHGAP29可独立于RhoA/ROCK通路激活SMAD2磷酸化，促进结缔组织生长因子（CTGF）表达。免疫荧光显示pSMAD2核转位减少50%，而过表达CTGF能部分挽救迁移表型缺陷。

3.6 驱动间质样表型转换

单细胞RNA测序分析显示ARHGAP29在间质样细胞中表达量是黑色素细胞样的3倍，与AXL高表达/MITF低表达的侵袭性特征谱高度一致。关键靶基因CTGF、ID1等在侵袭性亚群中同步上调。

4 讨论

本研究首次阐明ARHGAP29通过双重机制促进黑色素瘤进展：经典途径通过抑制RhoA/ROCK-LIMK-cofilin轴调控细胞骨架；非经典途径通过增强SMAD2-CTGF信号网络驱动表型转换。这种双轨调控模式为理解肿瘤可塑性提供了新视角，其与整合素β3-SRC-TGFβR2形成的正反馈环可能成为克服治疗抵抗的新靶点。

5 结论

ARHGAP29作为黑色素瘤表型转换的关键开关分子，其介导的RhoA/ROCK-SMAD信号交叉对话为开发靶向肿瘤异质性的联合疗法奠定理论基础。后续研究需在体内模型中验证其调控网络，并探索与免疫治疗的协同效应。