PTPN23过表达与小鼠结直肠癌模型中增殖及肿瘤生长降低相关

《International Journal of Molecular Sciences》：PTPN23 Overexpression Is Associated with Reduced Proliferation and Tumor Growth in Murine Models of Colorectal Cancer

　　

蛋白酪氨酸磷酸酶（Protein Tyrosine Phosphatases，PTPs）是参与细胞生长、增殖、分化、炎症和癌症等相关细胞内信号级联的关键调节因子。PTPN23是一种非受体型PTP，参与内体分选，从而调节表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）等生长因子受体的内化。PTPN23已在乳腺癌、肺癌等多种上皮性肿瘤中被认为具有抑癌作用。该基因在体内广泛表达，尤其在肠道中高表达，对维持肠道稳态具有重要作用。然而其在结直肠癌（Colorectal Carcinoma，CRC）中的作用仍鲜有研究。研究人员构建了PTPN23过表达的CRC细胞系，并在体外及皮下肿瘤模型中进行评价。体外结果表明，PTPN23过表达导致增殖水平降低；后续实验显示，在实验性CRC模型中，结直肠癌生长与增殖受到抑制。上述效应伴随EGFR相关信号的变化，但其潜在机制，包括EGFR运输可能发挥的作用，仍有待通过直接实验验证。综上，这些发现拓展了当前对PTPN23在结直肠癌中作用的认识，并为未来研究其生物学功能与治疗相关性提供依据。

研究背景方面，蛋白酪氨酸磷酸酶（PTPs，催化酪氨酸残基去磷酸化以调节信号通路的酶）可调控细胞存活、死亡与增殖相关通路。PTPN23编码一种因催化位点突变而缺乏磷酸酶活性的假磷酸酶，同时是内体分选转运复合体（ESCRT，介导特定细胞膜受体内吞与分选的分子机器）的组分，可影响EGFR等受体 trafficking。在肾癌、乳腺癌、肺癌与宫颈癌等上皮性肿瘤中，PTPN23所在染色体区域常出现半合子突变或缺失，且其mRNA低表达与肺癌、乳腺癌预后差相关。PTPN23在成人组织广泛表达，但在胃肠道尤其肠上皮细胞中高表达，提示其参与肠道稳态；然而其在CRC中的功能长期未被系统研究。CRC是全球高发且致死率高的恶性肿瘤，治疗选择有限，因此亟需新靶点与新机制研究。研究人员据此提出：在CRC中解析PTPN23功能，有望补充ESCRT/EGFR轴与肿瘤抑制之间的证据链。

论文发表于《International Journal of Molecular Sciences》。

主要关键技术方法方面，研究人员使用公开数据库与队列资源：以STRING整合PTPN23与KEGG结直肠癌相关基因做蛋白互作网络；从DepMap Chronos数据集获取肠癌细胞系依赖性评分；利用已发表人CRC单细胞RNA测序图谱分析细胞簇共表达；基于TCGA与GTEx通过GEPIA2做生存与基因相关分析；采用苏黎世大学医院来源石蜡包埋人结肠癌组织做PTPN23免疫组化；以MC38、CT26小鼠结肠癌细胞经慢病毒转导建立过表达模型；在C57BL/6与BALB/c雌鼠中行皮下瘤注射；联合流式细胞术、免疫组化、Western blot与MTT增殖检测进行评价。

2.1. PTPN23 Is Associated with CRC Cell Dependency and EGFR-Related Signaling in Human Datasets

研究人员通过STRING预测到PTPN23与CRC相关基因及EGFR、p53、ErbB、MAPK、凋亡等通路相连；DepMap显示PTPN23对人癌细胞包括CRC细胞活力为必需；人CRC单细胞图谱中PTPN23与EGFR表达细胞簇重叠且该类簇为恶性细胞。TCGA中READ患者高PTPN23表达总生存显著更好，且PTPN23与EGFR表达正相关；COAD高表达者前50月生存略好但不持续。组织染色显示同一患者CRC组织PTPN23高于癌旁非肿瘤组织，定位肠上皮。结论：人CRC数据支持PTPN23与EGFR依赖及潜在肿瘤相关角色相关。

2.2. Decreased Metabolomic Activity and Growth of CRC Cells Were Detected upon PTPN23 Overexpression

研究人员将PTPN23慢病毒载体转入MC38与CT26，qPCR与Western blot确认mRNA及蛋白（179 kDa）过表达。形态无变化，但传代间隔变长、稳定过表达易丢失，提示增殖劣势。MTT显示代谢活性降低；厄洛替尼（Erlotinib）抑制EGFR可降低非转导MC38增殖；血清饥饿后EGF刺激使过表达组增殖部分恢复但无统计学显著。结论：PTPN23过表达伴随代谢与增殖活性下降，并与EGFR信号改变相关。

2.3. PTPN23-Overexpressing Tumors Show Significantly Reduced Tumor Sizes

皮下注射转导细胞后，MC38于C57BL/6、CT26于BALB/c鼠中，过表达组肿瘤体积与重量均显著小于空载体组。HE无结构差异；IHC见过表达瘤EGFR略降、Ki67⁺细胞减少、cleaved Caspase-3趋势增高。Western blot显示AKT磷酸化显著增加，p-ERK/ERK无显著变化。结论：体内PTPN23过表达抑制肿瘤生长，伴随增殖下降、凋亡趋势增加及AKT通路激活改变。

2.4. Overexpression of PTPN23 Is Not Associated with Changes in Tumor Immune Cell Infiltration

研究人员对CT26瘤体做CD45⁺免疫细胞流式与CD45、CD8免疫组化。结果显示B220⁺、F4/80⁺、CD3⁺、CD4⁺、CD8⁺等群体频率及CD45⁺、CD8⁺浸润均无显著差异。结论：所分析免疫浸润未因PTPN23过表达发生明显改变，但不能排除细微免疫效应。

讨论部分总结：人CRC数据与组织染色提示恶性细胞PTPN23高于非恶性细胞，READ高表达伴更好生存，可能代表对EGFR信号升高的代偿；但此假设未直接验证。PTPN23作为ESCRT组分可影响EGFR内吞，过表达降低EGFR信号与Ki67样增殖标志，而AKT磷酸化升高或可反映其在内体/溶酶体靶向与ESCRT分选中的情境依赖性作用，ERK无显著变化则可能因替代上游通路补偿。公开依赖性数据表明PTPN23又是癌细胞活力所需，与过表达抑瘤形成悖论，文中未证明「同时抑制致癌信号又防止受体蓄积致死」这一近期假说，机制尚未解决。研究局限包括未直接测EGFR内吞、CRISPR敲除致细胞死亡故只用过表达、未用原位模型、需多驱动突变模型与大队列验证。

结论部分翻译：研究人员证明，在CRC模型中PTPN23过表达可抑制增殖与肿瘤生长，并与增殖相关信号改变相关。这些发现支持进一步研究PTPN23在结直肠癌生物学中的作用，包括其与ESCRT介导的运输之间的关系。