《Cell Adhesion & Migration》:Upregulation of LTF promotes left-sided colorectal cancer development via activating PI3K/AKT pathway
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本文通过蛋白质组学分析发现,乳铁蛋白(LTF)在左半结肠癌(LCC)组织中表达显著上调(59.67倍)。功能实验证实,LTF过表达可促进LCC细胞增殖、迁移和侵袭,并抑制细胞凋亡,而其敲低则产生相反效应。机制研究表明,LTF通过激活PI3K/AKT信号通路发挥促癌作用。该研究揭示了LTF在LCC中的致癌角色,为其作为潜在治疗靶点提供了理论依据。
引言
结直肠癌是全球发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤,其中左半结肠癌(LCC)指从脾曲到直肠上段的恶性肿瘤。与右半结直肠癌相比,LCC患者五年总生存率更高,但在年轻患者(<50岁)中发病率更高,对家庭和社会造成较大负担。LCC与右半结直肠癌在发病机制和治疗策略上存在显著差异,因此深入研究LCC的特异性分子机制对改善患者预后至关重要。蛋白质组学技术在恶性肿瘤的功能蛋白鉴定和生物标志物发现中发挥关键作用。本研究旨在利用蛋白质组学分析和体外细胞实验,系统探讨乳铁蛋白(LTF)在LCC中的表达、功能及其潜在分子机制。
材料与方法
本研究经哈尔滨医科大学肿瘤医院伦理委员会批准(批准号:CK2023106),收集3例中度分化LCC腺癌患者的癌组织和癌旁正常组织进行无标记定量蛋白质组学测序。蛋白质经提取、酶切后,进行液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析,并使用MaxQuant软件进行蛋白定性和定量。生物信息学分析包括差异表达分析、GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genomes)富集分析、亚细胞定位预测等。采用LCC细胞系SW480进行功能验证,分为对照组(CON)、LTF过表达组(OE)、过表达阴性对照组(OE_NC)、LTF敲低组(KD)和敲低阴性对照组(KD_NC)。通过Western blot、RT-qPCR、CCK-8、流式细胞术、伤口愈合实验和Transwell实验分别检测LTF对PI3K/AKT通路、细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的影响。
结果
蛋白质组学分析揭示LTF在LCC组织中高表达
蛋白质组学共鉴定出4553个蛋白质,其中4314个被定量。差异分析显示,45个蛋白上调,67个蛋白下调。LTF在癌组织中的表达较癌旁组织显著上调59.67倍,因此被选为关键蛋白进行后续研究。亚细胞定位分析显示LTF主要位于细胞外区域。
GO和KEGG富集分析提示LTF参与LCC进展相关通路
GO分析表明,差异表达蛋白显著富集于细胞外基质组织、糖胺聚糖结合等生物学过程。KEGG通路分析显示,PI3K-AKT信号通路、黏着斑通路等显著富集,提示LTF可能通过这些通路参与LCC进展。
LTF促进LCC细胞增殖并抑制凋亡
RT-qPCR证实LTF在OE组中表达显著上调,在KD组中表达下调。CCK-8实验显示,OE组细胞活力显著升高,而KD组细胞活力降低。流式细胞术检测细胞凋亡发现,OE组凋亡率低于OE_NC组,KD组凋亡率高于KD_NC组,表明LTF具有抗凋亡作用。
LTF增强LCC细胞迁移和侵袭能力
伤口愈合实验和Transwell实验结果表明,OE组细胞迁移和侵袭能力显著增强,而KD组则明显减弱,证明LTF对LCC细胞的迁移和侵袭具有促进作用。
LTF通过激活PI3K/AKT信号通路发挥促癌作用
Western blot结果显示,OE组中磷酸化PI3K(p-PI3K)和磷酸化AKT(p-AKT)蛋白表达水平显著升高,而总PI3K和AKT蛋白无显著变化;KD组中p-PI3K和p-AKT表达则显著降低。这表明LTF通过激活PI3K/AKT信号通路促进LCC的恶性进展。
讨论
本研究发现LTF在LCC组织中显著高表达,并通过体外实验证实LTF过表达可促进LCC细胞增殖、迁移和侵袭,抑制细胞凋亡,而其敲低则产生相反效应。机制上,LTF通过激活PI3K/AKT信号通路发挥促癌作用。与以往研究报道LTF在部分癌症中起抑癌作用不同,本研究揭示了LTF在LCC中的致癌角色,这种差异可能与肿瘤类型、分子背景及LTF的亚细胞定位有关。PI3K/AKT通路的激活与肿瘤细胞增殖、抗凋亡等密切相关,本研究结果为进一步探索LCC的靶向治疗提供了新思路。研究的局限性包括样本量较小、仅使用单一细胞系以及缺乏体内实验验证。未来需要在更大样本、多模型和体内实验中进一步验证LTF在LCC中的作用,并探索其与KRAS等致癌突变的关系。