《Cellular Oncology》：IRF1 suppresses gastric tumorigenesis via dual PI3K/AKT-ERK pathway modulation and functional antagonism of oncogenic MX2
编辑推荐：
本研究针对胃癌治疗中肿瘤异质性及免疫抑制微环境等挑战，揭示了干扰素调节因子1（IRF1）通过抑制PI3K/p-AKT信号、激活p-ERK1/2通路，并与MX2蛋白直接相互作用拮抗其促上皮间质转化（EMT）功能，从而发挥肿瘤抑制作用的分子机制。该发现为胃癌靶向治疗提供了新策略。
胃癌作为全球发病率第五、死亡率第四的恶性肿瘤，每年导致超过76万人死亡。超过70%的患者确诊时已属晚期，五年生存率不足30%。当前治疗方案包括手术、铂类化疗和靶向治疗（如赫赛汀用于HER2阳性胃癌），但疗效有限，主要受肿瘤异质性、免疫抑制微环境及获得性耐药影响。免疫检查点抑制剂（ICIs）如抗PD-1/PD-L1药物在未筛选人群中的客观缓解率低于20%。这些挑战凸显了寻找新型生物标志物和治疗靶点的迫切性。
干扰素（IFNs）是一类能抑制病毒复制的细胞因子，在细胞增殖、凋亡、炎症及适应性免疫中发挥作用。I型干扰素（IFN-α/β）通过激活树突状细胞、增强CD8+T细胞毒性及直接诱导肿瘤凋亡发挥双重抗肿瘤作用。干扰素调节因子1（IRF1）作为IRF家族成员，是定位于细胞核的转录因子，能通过直接结合干扰素刺激反应元件（ISRE）调节干扰素刺激基因（ISGs）表达。IRF1作为肿瘤抑制因子，在肿瘤免疫中直接影响NK细胞成熟与活性、巨噬细胞产生IL-12、Th1发育及CD8+T细胞成熟。然而，IRF1在胃癌中的具体功能及其与协同调节因子、下游效应器的相互作用尚不明确。
为此，温州医科大学的研究团队在《Cellular Oncology》发表论文，系统探讨了IRF1在胃癌进展中的生物学意义及其潜在治疗价值。
研究团队整合了癌症基因组图谱（TCGA）和基因表达综合（GEO）数据库的转录组数据，并通过对366例胃癌患者的免疫组织化学（IHC）验证，发现IRF1在胃癌组织中表达显著高于癌旁组织，且高表达与患者更好生存率相关。功能实验表明，过表达IRF1可抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭并促进凋亡，而敲低IRF1则效果相反。机制上，IRF1抑制PI3K/p-AKT信号的同时增强p-ERK1/2活化。更重要的是，IRF1直接与参与上皮间质转化（EMT）的MX2蛋白相互作用，此相互作用对抑制MX2介导的致癌活性至关重要。体内实验证实IRF1过表达显著抑制肿瘤生长和转移。
关键技术方法包括：利用TCGA和GEO数据库进行生物信息学分析；免疫组织化学检测组织芯片中IRF1蛋白表达；细胞功能实验（CCK-8、Transwell、凋亡分析）；蛋白质印迹（Western blot）和免疫共沉淀（Co-IP）分析分子互作与通路；构建诱导型稳定细胞系及裸鼠皮下移植瘤和肺转移模型进行体内功能验证。
3.1 IRF1是胃癌细胞I型干扰素应答中的关键调控组分
用重组人IFN-α2b蛋白孵育胃癌细胞后，I型干扰素通路相关蛋白pSTAT1、STAT1、IRF1和ISG15表达增加，其中IRF1蛋白表达尤为显著。过表达IRF1可促进下游ISG15和IFI6表达，并对上游pSTAT1产生正反馈，形成放大环路进一步增强IRF1表达。
3.2 IRF1在胃癌组织中的表达特征
TCGA数据分析显示IRF1在不同肿瘤中变异频率低（<5%）。结合TCGA和GTEx数据库，IRF1在包括胃癌在内的多种肿瘤组织中表达上调。配对分析证实胃癌组织中IRF1表达显著高于癌旁组织。生存分析显示IRF1高表达患者预后更好。IHC分析验证了IRF1在胃癌组织中表达显著上调，且高表达与更好临床结局相关。
3.3 IRF1抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭并促进凋亡
CCK-8实验显示过表达IRF1抑制AGS和BGC-823细胞增殖。Transwell实验表明IRF1过表达降低细胞迁移和侵袭能力。流式细胞术检测发现IRF1过表达促进胃癌细胞凋亡，cleaved-Caspase 3和cleaved-Caspase 9蛋白水平显著增加。免疫荧光定位证实IRF1定位于细胞核。
3.4 体内实验证实IRF1在胃癌中的抑制作用
皮下移植瘤模型显示多西环素（Dox）诱导IRF1表达组肿瘤体积显著小于对照组。肺转移模型活体成像显示IRF1过表达组荧光强度显著低于对照组，肺部转移结节数也明显减少。组织学分析证实IRF1蛋白在实验组中表达。
3.5 IRF1通过其核心序列经PI3K通路调控细胞功能
IRF1过表达抑制PI3K和p-AKT蛋白表达，同时促进p-ERK1/2表达。构建缺失DNA结合域（DBD，氨基酸1-113）的IRF1△1质粒发现，截短蛋白不能影响凋亡相关蛋白Caspase 3、Caspase 9和c-Myc，也无法调控PI3K通路相关蛋白，表明IRF1通过DBD域经PI3K通路发挥功能。
3.6 IRF1与MX2在胃癌细胞中的相互作用
免疫共沉淀和蛋白质组学筛选发现MX2与IRF1相互作用，经正向和反向Co-IP验证。免疫荧光共定位显示MX2在胞浆和核内表达，IRF1主要定位于核，两蛋白存在共定位。
3.7 IRF1-MX2蛋白复合物在胃癌细胞中的功能与机制探索
MX2过表达促进胃癌细胞迁移和侵袭，抑制E-cadherin表达，上调N-cadherin和Snail表达，促进EMT。缺失GTP酶结构域（△1）的MX2突变体失去与IRF1的相互作用。核定位信号（NLS）缺失突变体（△N）和GTP结合缺陷突变体（K131A）定位于胞浆，丧失促迁移和侵袭能力。研究表明IRF1过表达一方面通过抑制PI3K/AKT通路抑制胃癌转移，另一方面在核内与MX2形成复合物，抑制MX2驱动的EMT。
该研究系统阐明了IRF1在胃癌中的肿瘤抑制功能及其双重分子机制：通过调控PI3K/AKT-ERK通路抑制肿瘤恶性行为，并通过与MX2的直接相互作用拮抗其致癌活性。研究不仅揭示了IRF1作为胃癌预后生物标志物的潜力，也为开发针对IRF1-MX2轴的新型治疗策略提供了理论依据。未来研究可探索小分子IRF1激活剂或其与免疫检查点抑制剂的联合应用，有望为胃癌治疗开辟新途径。
