在癌症的世界里,食管癌犹如一颗 “定时炸弹”,严重威胁着人类的健康。它是全球癌症相关死亡的第六大原因,早期难以察觉,等到发现时往往已经到了晚期,并且还特别容易发生转移。目前,食管癌的治疗手段虽然多样,像手术切除、化疗、放疗以及分子靶向治疗等,但患者的预后情况依旧不容乐观,五年生存率较低。这就迫切需要寻找新的早期诊断生物标志物和治疗靶点,为食管癌患者带来新的希望。
为了攻克这一难题,南昌大学第二附属医院和川北医学院附属医院的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在锌指 CCHC 型包含 4(ZCCHC4)这个神秘的蛋白上。ZCCHC4 是一种新发现的 N<sup>6</sup>- 甲基腺苷(m<sup>6</sup>A)RNA 甲基转移酶(MTase),它不仅有 m<sup>6</sup>A MTase 结构域,还有 RNA 结合蛋白(RBP)Znf 结构域。此前研究发现,它在多种肿瘤中表达异常,与患者预后和化疗耐药性密切相关,可在食管癌中,它的角色还不明确。
经过一系列严谨的实验研究,研究人员得出了令人振奋的结论:ZCCHC4 在食管癌组织中高表达,且与癌症分期、淋巴结转移、肿瘤组织学以及患者的总生存期(OS)相关。下调 ZCCHC4 能够让食管癌细胞对顺铂更加敏感,抑制细胞增殖,促进细胞凋亡,而这一过程可能是通过 ROS/c-myc 轴实现的。这一发现为食管癌的诊断和治疗开辟了新的道路,有望成为改善食管癌患者预后的关键。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法包括:从食管癌患者手术切除的组织中获取样本,进行 RNA 提取和定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR),检测相关基因的表达水平;运用蛋白质免疫印迹(WB)技术,测定组织和细胞中 ZCCHC4 等蛋白的表达;利用细胞培养和转染技术,改变细胞中 ZCCHC4 的表达水平;通过 CCK-8 实验和流式细胞术,分别检测细胞增殖、细胞周期和凋亡情况;开展动物实验,将稳定转染的细胞接种到小鼠体内,观察肿瘤生长和对顺铂的反应。
ZCCHC4 表达与临床病理特征的关系
研究人员借助 TIMER 数据库探索了 ZCCHC4 在不同癌症中的转录表达情况,发现食管癌患者中 ZCCHC4 mRNA 表达显著上调。通过 qRT-PCR 检测食管鳞状细胞癌(ESCC)肿瘤组织和癌旁非肿瘤组织中 ZCCHC4 mRNA 水平,进一步证实肿瘤组织中的表达明显高于对照组,且与 TCGA 数据库结果一致。同时,在 41 对 ESCC 组织中检测 ZCCHC4 蛋白水平,发现 30 例肿瘤组织呈显著过表达。深入分析后发现,ZCCHC4 mRNA 高表达与淋巴结转移状态(N0、N2、N3、N4)、癌症分期(1 - 4 期)以及肿瘤组织学显著相关,其表达还与 TNM 分期和淋巴结转移有关,这表明 ZCCHC4 在食管癌的发生发展中可能起着重要作用。
ZCCHC4 水平与肿瘤标志物的相关性
食管癌肿瘤标志物(如癌胚抗原 CEA、鳞状细胞癌抗原 SCC、组织多肽抗原 TPA、细胞角蛋白 19 片段 CYFRA21-1)不仅可辅助诊断食管癌,还与患者预后密切相关。研究人员分析了 ZCCHC4 表达水平与这些肿瘤标志物的相关性,发现 ZCCHC4 mRNA 表达水平与 CEA、SCC、TPA 存在显著相关性,但与 CYFRA21-1 无明显关联。此外,高表达 ZCCHC4 的患者总生存期(OS)率更低。这说明 ZCCHC4 有望成为一种新的生物标志物,为食管癌的诊断和预后评估提供更全面的依据。
ZCCHC4 与 c-myc 靶点通路的相关性
为了深入了解 ZCCHC4 在食管癌中的功能,研究人员使用 “基因集变异分析”(GSVA)软件包,研究其与食管癌标志性基因集的相关性。结果显示,ZCCHC4 与细胞增殖相关通路,如 c-myc 靶点、E2F 靶点、G2M 检查点、DNA 修复和 mTOR 信号通路密切相关,其中 c-myc 靶点通路最为显著。进一步检测发现,食管癌组织中致癌基因 c-myc 表达上调,且与 ZCCHC4 mRNA 表达呈正相关,这进一步证实了 ZCCHC4 与 c-myc 通路在食管癌中存在功能联系。
下调 ZCCHC4 对食管癌细胞的影响
研究人员利用 shRNA 敲低食管癌细胞中 ZCCHC4 的表达,结果发现 c-myc 表达下降,而 DNA 损伤标志物 p-H2A.X 显著增加。由于 DNA 损伤会诱导活性氧(ROS)生成,而 ROS 又能抑制 c-myc,研究人员推测 ZCCHC4 可能通过调节 ROS 来调控 c-myc 表达。流式细胞术分析显示,敲低 ZCCHC4 后食管癌细胞中 ROS 生成增加。同时,敲低 ZCCHC4 显著抑制了 ESCC 细胞的活力,提高了细胞对顺铂的敏感性,使细胞周期阻滞在 G2 期,S 期细胞减少,细胞凋亡明显增加。这表明下调 ZCCHC4 可抑制食管癌细胞增殖,且可能是通过产生 ROS 实现的。
清除 ROS 对 ZCCHC4 敲低细胞的影响
为了验证 ZCCHC4 敲低是否通过 ROS 抑制 c-myc,从而调节食管癌细胞增殖,研究人员使用 N - 乙酰半胱氨酸(NAC)清除 ROS。结果发现,NAC 有效降低了敲低 ZCCHC4 后升高的 ROS 水平,部分逆转了 shZCCHC4 引起的 c-myc 表达下调和 p-H2A.X 表达增加。同时,被抑制的细胞活力得到恢复,细胞周期 S 期增加,细胞凋亡减少。这说明清除 ROS 能够逆转 ZCCHC4 敲低对 ESCC 细胞增殖和凋亡的影响。
过表达 ZCCHC4 对食管癌细胞的影响
与敲低实验相反,在 ZCCHC4 过表达的细胞系中,c-myc 表达增加,p-H2A.X 减少,ROS 水平降低。ZCCHC4 过表达促进了 ESCC 细胞的增殖,提高了细胞对顺铂的耐药性。流式细胞术检测显示,过表达 ZCCHC4 使细胞周期的 G0/G1 期减少,S 期增加,细胞凋亡减少。这表明 ZCCHC4 过表达促进食管癌细胞增殖,抑制细胞凋亡,增加顺铂耐药性。
敲低 ZCCHC4 对食管癌体内生长的影响
研究人员还在小鼠体内进行实验,观察敲低 ZCCHC4 对食管癌进展和对顺铂敏感性的影响。结果发现,ZCCHC4 敲低组小鼠皮下肿瘤的最终体积明显小于对照组,肿瘤生长受到显著抑制。在给予顺铂治疗后,敲低组小鼠的肿瘤体积和重量进一步减小。这说明敲低 ZCCHC4 在体内也能抑制食管癌进展,降低顺铂耐药性。
综上所述,该研究揭示了 ZCCHC4 在食管癌中的重要作用。它在食管癌组织中异常高表达,与临床病理特征和肿瘤标志物相关,有望成为食管癌诊断和预后评估的新指标。下调 ZCCHC4 可通过 ROS/c-myc 轴增加食管癌细胞对顺铂的敏感性,抑制细胞增殖,促进细胞凋亡,为食管癌的治疗提供了新的潜在靶点。不过,研究也存在一定局限性,比如未明确 ZCCHC4 与 c-myc 的直接结合机制,未来还需要进一步深入研究。但无论如何,这项研究为食管癌的诊疗带来了新的曙光,让我们离攻克食管癌这一难题又近了一步。