《Scientific Reports》:PFDN2 stabilizes PYCR2 to activate Wnt/β-catenin signaling and promote colorectal cancer progression
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本研究针对结直肠癌(CRC)进展的分子机制,通过多组学分析发现分子伴侣PFDN2与代谢酶PYCR2存在相互作用,证实PFDN2通过抑制蛋白酶体降解途径稳定PYCR2蛋白水平,进而激活Wnt/β-catenin信号通路,最终促进CRC细胞增殖迁移。该研究首次揭示PFDN2-PYCR2轴在CRC中的致癌作用,为预后判断和靶向治疗提供新思路。
结直肠癌作为全球高发的消化道恶性肿瘤,其发病机制涉及多基因异常和信号通路失调。虽然Wnt/β-catenin信号通路的异常激活被公认是结直肠癌发生发展的关键驱动因素,但该通路上游调控机制仍有待深入探索。近年来,蛋白质稳定性调控在肿瘤中的作用日益受到关注,而分子伴侣蛋白如何通过调控代谢酶影响致癌信号通路成为新的研究方向。
本研究聚焦于预折叠素亚基2(PFDN2)在结直肠癌中的功能机制。通过对TCGA-COAD/READ等公共数据库的生物信息学分析,研究人员发现PFDN2与吡咯啉-5-羧酸还原酶2(PYCR2)在结直肠癌组织中均显著上调,且两者表达呈正相关,与患者不良预后密切相关。这些发现通过30对结直肠癌组织的免疫组化实验得到验证。
为阐明PFDN2影响结直肠癌恶性表型的分子机制,研究团队运用多种实验技术展开系统性探究。关键实验方法包括:TCGA等公共数据库的生物信息学分析、30对临床样本的免疫组化验证、细胞功能增益/缺失实验、裸鼠异种移植模型、蛋白质相互作用检测技术(免疫共沉淀和免疫荧光)、蛋白质稳定性分析(环己酰亚胺追踪和MG132拯救实验)以及Wnt/β-catenin信号通路活性检测(TOP/FOPflash报告基因系统)。
PFDN2和PYCR2在结直肠癌中高表达且与不良预后相关
通过分析TCGA等数据库和实验验证,发现PFDN2和PYCR2在结直肠癌组织中表达显著升高,且高表达与淋巴结转移、晚期TNM分期等不良临床病理特征相关,提示两者可能作为结直肠癌的预后生物标志物。
PFDN2通过稳定PYCR2蛋白促进结直肠癌细胞恶性表型
功能实验表明,过表达PFDN2可促进结直肠癌细胞增殖和迁移,而敲低PFDN2则产生相反效果。机制上,免疫共沉淀和免疫荧光证实PFDN2与PYCR2存在直接相互作用并在细胞质中共定位。重要的是,PFDN2调控PYCR2蛋白水平而不影响其mRNA表达,环己酰亚胺追踪实验显示PFDN2延长PYCR2蛋白半衰期,MG132处理可逆转PFDN2缺失导致的PYCR2降解,表明PFDN2通过抑制蛋白酶体途径稳定PYCR2。
PFDN2-PYCR2轴激活Wnt/β-catenin信号通路
研究发现敲低PFDN2或PYCR2均可降低TOP/FOPflash报告基因活性、减少核β-catenin积累及下调经典Wnt靶基因表达。在PFDN2沉默细胞中重新表达PYCR2可部分恢复Wnt信号活性和细胞迁移能力,而Wnt/β-catenin信号通路抑制剂可逆转PFDN2或PYCR2过表达促癌效应。
研究结论表明,PFDN2-PYCR2-Wnt/β-catenin轴在结直肠癌进展中发挥重要作用,不仅深化了对结直肠癌分子机制的理解,还为预后判断和靶向治疗提供了新的潜在靶点。该研究发表于《Scientific Reports》,为结直肠癌的精准治疗策略开发奠定了理论基础。