《Advanced Science》：Helicobacter pylori-Induced Persistent IGF2BP1 Activation Promotes Ferroptosis Resistance in Gastric Tumorigenesis
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幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, H. pylori）感染是胃癌的主要危险因素，然而瞬时细菌刺激如何诱导胃上皮细胞发生持久的致癌性重编程仍不完全清楚。本研究鉴定了胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（insulin-like growth
幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, H. pylori）感染是胃癌的主要危险因素，然而瞬时细菌刺激如何诱导胃上皮细胞发生持久的致癌性重编程仍不完全清楚。本研究鉴定了胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 1, IGF2BP1）作为胃肿瘤发生过程中持续性铁死亡抵抗的关键介质。研究人员发现，H. pylori感染可在胃上皮细胞、小鼠模型和人胃组织中诱导IGF2BP1表达，且IGF2BP1上调可在细菌根除后持续存在，与潜在的“打了就跑”（“hit-and-run”）样上皮重编程模式一致。在功能上，持续性IGF2BP1表达通过抑制氧化应激和铁死亡促进恶性细胞存活和肿瘤生长。在机制上，IGF2BP1作为N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine, m6A）阅读蛋白，结合并稳定SLC7A11 mRNA——胱氨酸摄取和氧化还原稳态的关键调控因子，从而赋予铁死亡抵抗。重要的是，使用BTYNB或葫芦素B（Cucurbitacin B）对IGF2BP1进行药理学靶向治疗，可减少异种移植模型中的肿瘤生长，并降低患者来源胃类器官的活力。综上，这些发现揭示了一种感染触发的表观转录组重编程在胃肿瘤发生过程中维持铁死亡抵抗的机制，并确定IGF2BP1是胃癌的治疗靶点。
**论文解读：幽门螺杆菌通过持续性IGF2BP1激活驱动胃肿瘤发生中的铁死亡抵抗**
**一、研究背景与科学问题**
胃癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，而幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, H. pylori）感染是胃黏膜疾病发生发展的最重要危险因素。尽管近年来H. pylori感染的全球流行率有所下降，但仍有约43.1%的人口受其影响，超过90%的非贲门部胃癌归因于H. pylori感染。慢性H. pylori定植以持续性炎症和异常上皮增殖为特征，二者均是公认的胃癌驱动因素。然而，一个尚未解决的关键科学问题是：一种可能是短暂存在或经临床根除的细菌感染，如何能够诱导胃上皮细胞发生持久的致癌性重编程？解答这一问题对于理解H. pylori相关胃肿瘤发生以及确定持久有效的治疗策略至关重要。现有根除策略虽降低了感染率，但抗生素耐药菌株的增加以及根除后胃癌的持续发生，凸显了根除策略的局限性，亟需阐明感染后维持癌症风险的宿主内在机制。
**二、研究内容与主要发现**
本研究鉴定RNA结合蛋白IGF2BP1为连接H. pylori感染与持续性胃肿瘤发生的关键宿主因子。研究人员通过整合转录组学和蛋白质组学分析，发现H. pylori感染后IGF2BP1表达显著上调。研究在胃上皮细胞系、慢性H. pylori感染小鼠模型及慢性胃炎患者胃黏膜组织中均证实了H. pylori感染可强力诱导IGF2BP1表达。值得注意的是，在小鼠模型和患者样本中，即使细菌被根除，升高的IGF2BP1表达仍持续存在，支持“打了就跑”（“hit-and-run”）范式——即短暂的微生物暴露可导致胃上皮发生持久的致癌性重编程。该持续性上调为H. pylori成功清除后胃癌风险仍持续升高提供了潜在的机制解释。该研究发表在《Advanced Science》杂志上。
功能上，IGF2BP1主要通过减弱氧化应激和抑制铁死亡来促进胃上皮细胞存活和疾病进展。研究证实IGF2BP1过表达显著降低活性氧（reactive oxygen species, ROS）积累，而IGF2BP1敲除则导致ROS产生显著增加。透射电子显微镜显示，IGF2BP1过表达可显著缓解H. pylori或erastin诱导的线粒体肿胀、膜密度增加和嵴消失等典型铁死亡形态学特征。机制上，IGF2BP1作为m6A阅读蛋白，以m6A依赖方式结合并稳定SLC7A11 mRNA——胱氨酸/谷氨酸反向转运体系统Xc?的关键限速组分，从而增强胱氨酸摄取、限制脂质过氧化并抑制铁死亡，最终促进细胞增殖和肿瘤进展。
**三、关键技术与方法**
研究人员运用了多种核心技术手段。研究队列包括北京大学第三医院收集的232例慢性胃炎患者胃黏膜组织（H. pylori阴性组与阳性组各116例）、人胃癌组织标本以及患者来源胃癌类器官；动物模型采用C57BL/6小鼠H. pylori PMSS1慢性感染模型、H. felis诱导的SPEM小鼠模型及BALB/c裸鼠异种移植瘤模型。主要技术包括RT-qPCR、蛋白质印迹、免疫组织化学、RNA免疫沉淀（RIP）、RNA回转实验、转录组测序分析、活性氧检测、脂质过氧化检测及透射电子显微镜观察等，系统阐明了IGF2BP1在H. pylori相关胃癌中的功能和机制。
**四、主要研究结果**
**2.1 H. pylori感染诱导胃上皮中IGF2BP1的持续上调**：通过胃上皮细胞系与H. pylori共培养实验、慢性感染小鼠模型以及慢性胃炎患者胃黏膜组织分析，证实H. pylori感染在mRNA和蛋白质水平均显著上调IGF2BP1表达。脂多糖（LPS）处理不能模拟该效应，CagA或VacA毒力因子缺陷菌株仍可诱导IGF2BP1上调。转录调控研究提示AP-1信号通路参与IGF2BP1的转录激活。关键发现是，抗生素根除H. pylori后，小鼠和患者胃黏膜中IGF2BP1表达仍维持在高水平，提示“打了就跑”样持久分子改变。
**2.2 IGF2BP1表达随胃黏膜疾病进展而增加并与不良临床结局相关**：单细胞测序数据显示IGF2BP1主要表达于胃上皮细胞。在CDCA诱导的肠化生模型、MNNG诱导的异型增生模型及H. felis诱导的SPEM小鼠模型中，IGF2BP1表达随疾病进展逐步升高。TCGA数据分析显示胃癌组织中IGF2BP1表达显著高于癌旁组织，Kaplan–Meier生存分析表明高IGF2BP1表达与较差的总生存期相关。人胃黏膜组织标本免疫组化染色进一步验证了IGF2BP1从慢性浅表性胃炎、肠化生、异型增生到胃癌的渐进性升高。
**2.3 IGF2BP1促进上皮增殖和肿瘤相关表型**：在GES-1、BGC823和SGC7901细胞系中，IGF2BP1过表达显著增强细胞增殖能力，而CRISPR/Cas9敲除则抑制增殖。在H. pylori共培养条件下，IGF2BP1过表达细胞维持明显的增殖优势。集落形成实验显示IGF2BP1过表达显著增强克隆形成能力，划痕实验表明其增强胃癌细胞迁移能力。
**2.4 IGF2BP1限制氧化应激并保护胃上皮细胞免于铁死亡**：DCFH-DA探针检测显示IGF2BP1过表达显著降低H. pylori共培养条件下的ROS水平，而敲除则增加ROS产生。流式细胞术表明IGF2BP1过表达抑制H. pylori和erastin诱导的细胞死亡，而敲除增强细胞敏感性。脂质过氧化检测显示IGF2BP1缺陷细胞在erastin处理后脂质过氧化显著增加。Fer-1可部分挽救表型。透射电子显微镜观察到典型铁死亡线粒体形态学改变在IGF2BP1过表达细胞中显著减轻。
**2.5 IGF2BP1通过m6A依赖方式稳定SLC7A11 mRNA赋予铁死亡抵抗**：转录组学分析结合H. pylori感染数据集，鉴定出245个重叠差异表达基因，SLC7A11是铁死亡相关核心候选基因。RT-qPCR和蛋白质印迹证实IGF2BP1正调控SLC7A11表达。RIP实验证实IGF2BP1直接结合SLC7A11 mRNA，KH结构域缺失显著削弱该结合。RNA回转实验表明IGF2BP1增强SLC7A11 mRNA稳定性。敲低METTL3/METTL14或突变SLC7A11 mRNA上预测m6A位点均显著降低IGF2BP1结合，证实该相互作用为m6A依赖。siRNA敲低SLC7A11可部分逆转IGF2BP1过表达介导的铁死亡保护效应。
**2.6 IGF2BP1药理学抑制在体内和患者来源类器官中抑制胃肿瘤生长**：BTYNB处理显著降低SLC7A11 mRNA水平并减少IGF2BP1与SLC7A11 mRNA的结合。BTYNB剂量依赖性地抑制胃癌细胞增殖。裸鼠异种移植模型中，BTYNB瘤内注射显著抑制肿瘤生长，尤其在IGF2BP1高表达组中效果最为显著；免疫组化显示BTYNB处理后瘤内4-羟基壬烯醛（4-HNE）积累增加，提示铁死亡激活。葫芦素B（CuB）同样剂量依赖性抑制细胞活力并减少IGF2BP1-SLC7A11相互作用。在患者来源胃癌类器官（n=3）中，BTYNB和CuB均显著降低类器官活力并诱导形态学破坏，呈时间和剂量依赖效应。
**五、讨论与结论**
本研究表明，H. pylori感染可诱导胃上皮细胞中IGF2BP1的持续性上调，即使在细菌根除后仍维持高表达，为感染后胃癌风险持续升高提供了机制解释。IGF2BP1通过m6A依赖方式稳定SLC7A11 mRNA，增强胱氨酸摄取和抗氧化能力，从而抑制铁死亡并促进肿瘤进展。该研究将IGF2BP1-SLC7A11轴置于感染驱动的表观转录组程序中心，该程序使胃上皮细胞能够逃逸铁死亡——一种日益被认识到的肿瘤抑制性调节性细胞死亡形式。值得注意的是，研究人员承认肿瘤微环境中的其他因素也可能参与IGF2BP1调控，H. pylori感染是主要的但非唯一的驱动因素。已有研究表明H. pylori感染在某些胃癌背景下可能诱导miR-196a/b-5p表达并抑制IGF2BP1，这种差异可能源于不同细胞系的基线表达模式、遗传背景和应激响应信号传导的差异。从治疗角度而言，BTYNB和CuB两种独立化学骨架的小分子抑制剂均可有效破坏IGF2BP1-RNA相互作用、抑制SLC7A11介导的铁死亡抵抗，并在体外、体内及患者来源类器官中有效抑制胃癌生长，支持了靶向IGF2BP1依赖性通路的转化潜力。
总之，该研究通过整合细胞、动物和患者来源模型，揭示感染诱导的表观转录组重编程与铁死亡抵抗之间的联系，确定IGF2BP1是慢性H. pylori感染背景下胃癌的机制驱动因子和潜在治疗靶点，为感染相关胃癌的防治提供了新策略。
