HMGB1通过下调DDX3激活MAPK通路促进结直肠癌进展的机制研究

本研究针对结直肠癌(CRC)中高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的促癌机制展开深入探索。研究人员通过生物信息学分析、组织芯片验证及体内外功能实验，首次揭示HMGB1通过直接相互作用下调DDX3表达，从而激活MAPK信号通路(Erk1/2/c-Jun/Elk1磷酸化)并诱导上皮间质转化(EMT)进程，最终促进CRC增殖和转移。该发现为HMGB1靶向治疗提供了新的理论依据，对改善CRC患者预后具有重要意义。

　　

结直肠癌作为全球第三大常见恶性肿瘤和第二大癌症死因，其发生发展涉及复杂的分子机制。尽管手术和化疗手段不断进步，晚期患者仍面临转移和耐药等严峻挑战，五年生存率不容乐观。高迁移率族蛋白B1(HMGB1)作为重要的染色质结合蛋白，在DNA修复和基因表达调控中发挥关键作用，近年研究发现其在多种肿瘤中异常高表达，但与结直肠癌进展的具体机制关联尚未明确。

为了深入解析HMGB1在结直肠癌中的功能角色，Lin Ma等研究人员在《Cancer Gene Therapy》发表了题为"HMGB1 downregulates DDX3 to activate the MAPK pathway, promoting the progression of colorectal cancer"的重要论文。该研究通过多维度实验验证，揭示HMGB1通过调控DDX3-MAPK信号轴促进结直肠癌恶性进展的新机制，为开发新的靶向治疗策略提供了重要理论基础。

研究采用的主要技术方法包括：基于TCGA和CPTAC数据库的生物信息学分析；包含101例CRC患者和79例癌旁组织的组织芯片(TMA)免疫组化检测；使用siRNA和慢病毒载体在SW480和HCT116细胞系中进行基因敲降和过表达；CCK-8、克隆形成、Transwell迁移侵袭和细胞粘附等体外功能实验；蛋白质免疫印迹(Western blot)分析信号通路关键分子；免疫共沉淀(Co-IP)验证蛋白相互作用；以及BALB/c裸鼠皮下移植瘤模型体内实验。

HMGB1在CRC组织中高表达且与不良预后相关

通过生物信息学分析发现，HMGB1在CRC组织中的mRNA和蛋白表达水平均显著高于正常组织。组织芯片免疫组化结果显示，HMGB1在癌组织中的高表达率显著高于癌旁组织(55.45% vs 6.33%)，且高表达与肿瘤大体类型、浸润深度、淋巴结转移、远处转移和AJCC分期显著相关。生存分析表明HMGB1高表达患者总生存期显著缩短，多因素分析确认HMGB1是独立预后因素。

下调HMGB1抑制CRC细胞恶性生物学行为

在SW480和HCT116细胞系中敲降HMGB1表达后，CCK-8和克隆形成实验显示细胞增殖能力显著抑制；Transwell实验表明细胞迁移和侵袭能力明显下降；细胞粘附实验显示细胞粘附能力增强。这些结果证实HMGB1在体外促进CRC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。

HMGB1通过调控EMT过程促进CRC转移

Western blot分析显示，敲降HMGB1后上皮标志物E-cadherin表达上调，而间质标志物p-β-catenin(Ser675)和Snail表达下调，表明HMGB1通过调控上皮间质转化(EMT)过程促进CRC细胞转移。动物实验中移植瘤组织的免疫组化结果进一步验证了这一发现。

HMGB1通过MAPK通路影响CRC恶性行为

分子机制研究发现，敲降HMGB1后MAPK通路关键分子p-Erk1/2、p-c-Jun和p-Elk1的磷酸化水平显著降低，表明HMGB1通过激活MAPK信号通路促进CRC进展。体内实验中小鼠移植瘤组织的免疫组化显示p-Erk1/2表达下调，与体外结果一致。

HMGB1通过下调DDX3表达促进CRC进展

免疫共沉淀实验证实HMGB1与DDX3之间存在直接相互作用。有趣的是，当HMGB1表达被敲降时，DDX3蛋白水平显著上调；反之，当HMGB1过表达时，DDX3表达下降。这表明HMGB1通过下调DDX3表达发挥促癌作用，这与团队前期发现的DDX3抑癌功能相吻合。

体内实验验证HMGB1的促瘤作用

在裸鼠皮下移植瘤模型中，HMGB1敲降组的肿瘤体积和重量均显著小于对照组。移植瘤组织的免疫组化分析显示，HMGB1敲降组中E-cadherin表达上调而p-Erk1/2表达下调，与体外实验结果一致，进一步证实了HMGB1在体内的促瘤作用。

研究结论与讨论部分指出，本研究系统阐述了HMGB1在结直肠癌中的致癌机制：HMGB1通过直接相互作用下调DDX3表达，解除其对MAPK通路的抑制，激活Erk1/2/c-Jun/Elk1信号级联，进而促进EMT进程，最终导致结直肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力增强。这一HMGB1-DDX3-MAPK调控轴的发现不仅深化了对结直肠癌发病机制的理解，也为开发新的靶向治疗策略提供了理论依据。

研究的创新点在于首次揭示了HMGB1与DDX3之间的直接相互作用及其在MAPK通路调控中的功能意义，为理解HMGB1的促癌机制提供了新视角。同时，研究通过多维度实验验证了HMGB1作为结直肠癌预后生物标志物和治疗靶点的潜在价值。

然而，研究也存在一定局限性，如HMGB1调控DDX3的具体分子机制(如是否通过泛素化降解途径)尚未完全阐明，HMGB1在不同亚细胞定位(核质穿梭)对DDX3稳定性的影响需要进一步探索。未来研究可着重于开发靶向HMGB1的小分子抑制剂，并在更多临床样本中验证其预后价值，为结直肠癌的精准治疗提供新策略。

总之，该研究不仅证实了HMGB1在结直肠癌中的致癌作用，更重要的是发现了一条新的HMGB1-DDX3-MAPK信号调控轴，为结直肠癌的分子分型和靶向治疗提供了新的理论基础和潜在靶点。