乘胜追击！南京医科大学再发文：发现结直肠癌的治疗新靶点

【导读】PJA2 被证实可降解多种底物。然而，PJA2 作为 E3 泛素蛋白连接酶在结直肠癌（CRC）进展中的作用仍未被探索。
2月10日，南京医科大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“PJA2 Suppresses Colorectal Cancer Progression by Controlling HDAC2 Degradation and Stability”，本研究中，研究人员利用数据库数据，对 PJA2 mRNA 水平与临床特征之间的相关性进行了研究。通过定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）和免疫组织化学（IHC）评估了结直肠癌（CRC）组织中 PJA2 的表达水平。通过 RNA 测序（RNA-seq）、免疫共沉淀（co-IP）、邻近连接分析（PLA）和染色质免疫沉淀（ChIP）等方法阐明了 PJA2 作用的潜在分子机制。研究发现，PJA2 在结直肠癌组织中表达下调，且 PJA2 表达降低与不良预后相关。功能上，体内和体外实验表明 PJA2 抑制肿瘤细胞增殖并促进细胞凋亡。数据表明，PJA2 通过 PJA2/HDAC2/IFIT 轴抑制 CRC 进展，且其表达受 HDAC2 调控，从而形成一个正反馈回路。因此，PJA2 可能是结直肠癌的一个潜在治疗靶点，阻断这一反馈回路可作为一种可行的治疗策略来抑制结直肠癌的进展。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202401964
根据最新统计数据，结直肠癌（CRC）在男性和女性中均位居第三大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第三大原因。尽管外科手术和化疗方面取得了进展，但全球范围内结直肠癌患者持续居高不下的死亡率和发病率仍给数百万人带来沉重负担。因此，迫切需要阐明结直肠癌的潜在机制并确定新的治疗靶点，这将显著改善这些患者的预后。
泛素化是一种在结直肠癌中广泛存在的翻译后修饰（PTM），它在时间和空间上调节多种底物蛋白的表达，并在结直肠癌的发展和远处转移中发挥着关键作用。先前的研究表明，PJA2 加速了抑制性 PKA 调节亚基的泛素相关蛋白水解，从而释放并激活催化亚基以及后续的下游通路。此外，PJA2 还会增加控制肿瘤信号网络、代谢重编程和神经元信号转导的其他功能蛋白的泛素化。然而，PJA2 在结直肠癌进展中的分子机制仍不清楚。了解这一机制不仅能够为结直肠癌的诊断提供新的分子标志物，还能提高相应靶向治疗药物的临床疗效。
组蛋白去乙酰化在表观遗传调控中起着不可或缺的作用，越来越多的证据表明这一过程广泛参与了各种生物学过程。作为相应酶的核心成分，组蛋白去乙酰化酶（HDACs）催化从富含赖氨酸的组蛋白残基上去除乙酰基，从而介导转录抑制。HDACs 分为不同的亚组，HDAC2 属于经典的去乙酰化酶。已有研究表明，HDAC2 是多种癌症不良预后的独立预测因子。研究人员发现，大多数人类结肠癌组织以及 APC 缺陷小鼠的肠黏膜和息肉中 HDAC2 表达增加，并且他们证明 HDAC2 对结肠癌细胞的抗凋亡作用是必需的。然而，HDAC2 在结直肠癌中调节凋亡的具体分子机制及其泛素化修饰仍不清楚。研究 PJA2-HDAC2 轴对于 HDAC 抑制剂吲达帕胺的潜在临床应用具有重要意义。
PJA2 抑制结直肠癌细胞增殖并促进其凋亡

 01 

鉴于肿瘤增殖是恶性表型最典型的特征，因此研究人员对 PJA2 在结直肠癌增殖中的作用进行了探究。检测结果显示，SW480 和 RKO 细胞系中 PJA2 的表达水平较高，而 HCT116 和 DLD-1 细胞系中 PJA2 的表达水平较低。构建质粒后，采用慢病毒介导的方式对上述细胞进行感染。结果表明，Sh-PJA2#1 和 Sh-PJA2#3 在 SW480 和 RKO 细胞中具有显著的敲低效率，且 PJA2 在 HCT116 和 DLD-1 细胞中的表达得到了稳定过表达。
为评估 PJA2 在调节细胞增殖中的作用，研究人员进行了体外实验。在 SW480 和 RKO 细胞中消耗 PJA2 加速了增殖曲线，增加了集落形成，并提高了 EDU 阳性细胞的比例。相反，在 HCT116 和 DLD-1 细胞中过表达 PJA2 抑制了肿瘤细胞增殖。此外，流式细胞术检测显示，PJA2 表达下调降低了 SW480 和 RKO 细胞的凋亡率。相反，PJA2 过表达则使 HCT116 和 DLD-1 细胞的凋亡率升高。综上所述，这些结果表明 PJA2 通过抑制结直肠癌细胞增殖和促进其凋亡发挥肿瘤抑制作用。
为了更好地模拟人类结直肠癌中 PJA2 的生物学表型，研究人员从结直肠癌组织中提取了患者来源的类器官（PDO）。通过比较类器官的生长曲线以及 EDU 阳性细胞的比例，研究人员发现 PJA2 敲低后 PDO 的生长和增殖显著受到刺激。相反，过表达组的类器官生长曲线较弱，增殖活性降低。

PJA2 在体外和体内均能抑制结直肠癌细胞的增殖并促进其凋亡
为了在体内验证 PJA2 对结直肠癌细胞增殖的影响，研究人员将慢病毒转染的细胞皮下注射到裸鼠体内。结果表明，PJA2 被耗竭的细胞促进了肿瘤增殖，表现为肿瘤重量和体积更大。相反，PJA2 过表达的细胞则表现出相反的效果。此外，PJA2 敲低组的 Ki-67 染色增强，Tunel 染色减弱，而 PJA2 过表达组的 Ki-67 染色减弱，Tunel 染色增强。
为了更好地验证 PJA2 在结直肠癌（CRC）肿瘤发生中的作用，研究人员在 C57/BL6 小鼠中构建了 AOM/DSS 诱导的结肠癌（CAC）模型。PJA2 的升高显著抑制了 CAC 模型的进展，表现为结肠缩短程度减轻、体重增加更多以及癌结节更小。此外，H&E 染色结果也表明 PJA2 能够抑制结直肠癌的增殖和进展。相反，Sh-PJA2 组促进了 CRC 的增殖，并在这些观察指标上表现出相反的趋势。因此，在扩大模型建立的样本量后，结果表明过表达 PJA2 的小鼠存活率显著提高，而 PJA2 敲低的小鼠死亡率更高。综上所述，体内和体外实验均证实 PJA2 通过抑制增殖和促进细胞凋亡发挥肿瘤抑制作用。
【参考资料】
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202401964
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