硒蛋白P通过LRP8依赖性途径激活Wnt/β-连环蛋白信号通路,从而促进胶质瘤的恶性发展

时间:2025年12月31日
来源:Cellular Signalling

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胶质瘤中硒蛋白P(SeP)通过LRP8激活Wnt/β-catenin通路促进恶性表型,沉默SeP可抑制肿瘤生长并诱导凋亡,该轴为潜在治疗靶点。

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吴晓珂|张瑶|荣光|张子潇|金杰宇|冯俊超|吴海阳|王颖
中国苏州苏州大学第二附属医院神经疾病研究中心

摘要

胶质瘤是一种高度侵袭性的中枢神经系统恶性肿瘤,预后较差,治疗选择有限。硒蛋白P(SeP)在神经系统中起着关键作用,但其在胶质瘤中的功能仍不清楚。对TCGA和CGGA数据集的分析显示,SeP在胶质瘤组织中高度表达,并与患者生存率低相关。体外实验表明,SeP敲低可抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和上皮-间充质转化(EMT),诱导线粒体依赖性凋亡,并降低核β-连环蛋白及其下游靶标Cyclin D1和c-Myc的水平;而SeP过表达则产生相反的效果。机制上,SeP直接结合低密度脂蛋白受体相关蛋白8(LRP8)以激活Wnt/β-连环蛋白信号通路。 rescue实验表明,LRP8过表达或Wnt激动剂处理可以逆转SeP敲低的抑制作用,而LRP8敲低或Wnt抑制则可以阻断SeP诱导的恶性转化。在皮下异种移植模型中,SeP沉默可抑制肿瘤生长,降低Ki-67蛋白的表达,并增加Caspase-3介导的凋亡;而LRP8过表达则恢复肿瘤生长和Wnt/β-连环蛋白活性。综上所述,这些结果表明SeP通过LRP8依赖的Wnt/β-连环蛋白信号通路促进胶质瘤的恶性发展,提示SeP–LRP8–Wnt/β-连环蛋白轴是一个潜在的治疗靶点。

引言

胶质瘤是中枢神经系统(CNS)中最常见和最具侵袭性的原发性脑肿瘤,起源于胶质细胞,约占所有原发性CNS肿瘤的30–60%,是成人中最常见的颅内恶性肿瘤之一[1]。根据世界卫生组织(WHO)的分类,胶质瘤分为I–IV级,其中I–II级称为低级别胶质瘤(LGGs),III–IV级称为高级别胶质瘤(HGGs)。IV级胶质母细胞瘤(GBM)占HGGs的约70%,其特征是快速增殖、广泛侵袭、异常血管生成和高复发率,导致极差的预后[2,3]。
目前的标准治疗方法是最大限度的手术切除,随后进行放疗和替莫唑胺化疗,但效果仍然有限。GBM具有内在的化疗耐药性,血脑屏障限制了药物的输送,导致中位生存期不到两年[4,5]。流行病学数据显示,胶质瘤是30岁以下和30–60岁人群中肿瘤相关死亡的第二和第三大原因,对公共卫生构成重大威胁[6]。尽管神经影像学和分子诊断技术有所进步,但胶质瘤的发病机制和治疗耐药性的分子机制仍不完全清楚。因此,阐明驱动胶质瘤进展的调控途径并识别新的分子靶点对于改善临床结果至关重要。
近年来,随着精准医学和分子分层的进展,癌症治疗正从传统的手术、放疗和化疗转向基于分子生物标志物的靶向和个性化治疗策略。正如几篇综述所强调的[7,8],识别驱动肿瘤发生和进展的关键调控网络对于实施精准肿瘤学至关重要。然而,在胶质瘤中,尽管IDH突变、1p/19q缺失和MGMT启动子甲基化等分子标志物已被纳入临床实践,但它们对改善患者预后的影响仍然有限,这突显了寻找新的分子靶点的迫切需求。在此背景下,硒代谢及其相关蛋白——与氧化应激调节密切相关——受到了越来越多的关注。值得注意的是,硒蛋白P(SELENOP,简称SeP)作为全身硒稳态的核心调节因子,在不同类型的癌症中表现出促进和抑制肿瘤的作用。这种高度依赖背景的双重性为其在脑肿瘤中的潜在意义提供了重要线索,但其功能和机制在胶质瘤中的研究仍较为有限。
硒蛋白是一类含有硒代半胱氨酸(Sec)氨基酸的蛋白质,在细胞氧化还原稳态、抗氧化防御以及增殖和凋亡调节中起着关键作用。其中,硒蛋白P(SELENOP,简称SeP)是血浆中的主要硒转运蛋白,含有十个Sec残基——一个位于N端氧化还原活性结构域,九个位于C端硒转运结构域[9]。虽然主要由肝脏合成和分泌,但SeP也在包括大脑、肾脏、睾丸、肠道和肌肉在内的多种组织中表达[10,11]。SeP通过受体介导的摄取发挥生物学作用,主要通过低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRPs)。LRP1和LRP2(megalin)在肌肉和肾脏中作为SeP的受体[12,13],而LRP8(ApoER2)则是大脑和睾丸中的主要受体[[14], [15], [16]]。
越来越多的证据表明,SeP在肿瘤发生中具有组织特异性和背景依赖性作用。在肾透明细胞癌和肺腺癌中,SeP表达升高与良好的预后相关[17];而在肝细胞癌(HCC)中,SeP水平升高与肿瘤进展加速相关[9,18,19]。机制上,SeP通过受体介导的机制调节致癌信号通路。例如,在结直肠癌中,SeP与LRP5/6相互作用,激活Wnt/β-连环蛋白通路,促进增殖、迁移和癌干细胞的维持[9]。相反,SeP缺乏会破坏硒稳态,并增加大脑、肾脏和睾丸等器官的氧化应激敏感性[9,20]。在HCC中,SeP在肿瘤组织和循环中的表达显著降低[17],低SeP水平与更高的肿瘤级别、更短的总体生存期和较差的治疗反应相关[21]。
总体而言,这些发现表明SeP通过LRP8依赖的Wnt/β-连环蛋白信号通路促进胶质瘤的恶性发展,提示SeP–LRP8–Wnt/β-连环蛋白轴是一个潜在的治疗靶点。

实验伦理

实验获得了苏州大学伦理委员会的批准。

化学物质和试剂

嘌呤霉素、抗生素和细胞培养试剂由Sigma-Aldrich(圣路易斯,密苏里州)提供。所有荧光染料和试剂盒均购自Thermo-Fisher Invitrogen(上海,中国)。本研究中使用的抗体来自Cell Signaling Technology(贝弗利,马萨诸塞州)和Abcam(剑桥,英国)。所有引物、序列和病毒构建体由Genechem公司(上海,中国)提供。

细胞培养

A172、U251和T98G

胶质瘤中SeP的上调及其与临床结果的关联

我们首先分析了癌症基因组图谱(TCGA)胶质瘤队列中的SELENOP(SeP)表达数据。分析显示,胶质瘤组织(“Tumor”)中的SeP mRNA转录水平显著高于正常脑组织(“Normal”)(图1A)。此外,低级别和高级别胶质瘤样本的SeP mRNA表达也明显高于正常对照组(图1B和C)。Kaplan–Meier生存分析显示,SeP表达与较差的生存率相关

讨论

胶质瘤是中枢神经系统中最常见和最具侵袭性的原发性恶性肿瘤之一。其显著的异质性和复杂的分子特性限制了传统疗法的效果。基因组学和分子病理学的进展已经确定了关键的致癌驱动因素和信号通路,包括EGFR、PDGFRA、PI3K/AKT/mTOR、TERT和IDH1/2,这些因素调节肿瘤增殖、代谢重编程和侵袭。这些发现为分子治疗提供了基础。

结论

本研究确定SeP是胶质瘤进展的关键致癌驱动因素。SeP通过与LRP8结合并激活Wnt/β-连环蛋白通路来促进肿瘤生长、迁移、侵袭和EMT。功能和体内证据表明,破坏SeP–LRP8–Wnt/β-连环蛋白轴可以抑制胶质瘤的恶性发展,突显了这一信号通路作为潜在治疗靶点的价值。
以下是与本文相关的补充数据。

作者贡献

王颖和吴晓珂提出了本研究的设计。张瑶、荣光和张子潇进行了实验。金杰宇和冯俊超分析了数据。吴海阳和王颖负责资源获取、研究设计和手稿审阅。所有作者参与了手稿的起草和修订,并已将最终版本提交给期刊。

CRediT作者贡献声明

吴晓珂:数据整理、概念化。张瑶:正式分析。荣光:方法学、实验设计。金杰宇:实验研究。冯俊超:实验研究。吴海阳:写作——审阅与编辑。王颖:写作——审阅与编辑、初稿撰写、资源准备。

伦理批准和参与同意

本研究获得了苏州大学伦理委员会的批准,并根据《赫尔辛基宣言》获得了所有受试者的书面知情同意。所有实验均遵循《中国实验动物护理和使用指南》(编号:202504A0950)进行。

资助

该证书证明持有人获得了国家自然科学基金的资助(证书编号:82403043)。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

该项目由苏州大学第二附属医院神经疾病研究中心完成。

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