《International Journal of Endocrinology》:KIF23 Overexpression Promotes Cell Viability, Migration, and Invasion via the Wnt/β-Catenin Signaling Pathway in Anaplastic Thyroid Carcinoma
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本文揭示了KIF23在甲状腺未分化癌(ATC)中的关键作用,通过激活Wnt/β-catenin信号通路并调控铁死亡(ferroptosis)过程,显著促进癌细胞活力、迁移和侵袭能力。研究采用KIF23基因沉默和过表达模型,结合通路抑制剂NTZ和铁死亡诱导剂erastin,证实KIF23可作为ATC潜在治疗靶点,为克服该恶性肿瘤的治疗耐药性提供了新思路。
1. 引言
甲状腺未分化癌(Anaplastic Thyroid Carcinoma, ATC)是一种罕见但极具侵袭性的内分泌恶性肿瘤,临床预后极差,中位生存期仅约4个月。尽管手术、放疗和化疗等传统治疗手段有所应用,但由于ATC对抗癌药物的耐药性及疾病快速进展,治疗效果有限。近年来,靶向治疗如dabrafenib和trametinib联合疗法已用于BRAF突变ATC患者,但耐药性问题依然突出。因此,探索ATC的发病机制并识别新的治疗靶点对改善患者预后至关重要。
Kinesin家族成员23(Kinesin Family Member 23, KIF23),也称为有丝分裂kinesin样蛋白1(Mitotic Kinesin-like Protein 1, MKLP1),是驱动细胞内运输和细胞分裂的关键分子。研究表明,KIF23在多种恶性肿瘤中表达上调,并通过促进细胞增殖、迁移和上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)参与肿瘤进展。在ATC中,已有研究发现SIRT7可通过调节KIF23的去琥珀酰化作用促进ATC细胞增殖和迁移,但KIF23在ATC中调控细胞活力、氧化应激反应及信号通路的具体机制尚不明确。
Wnt/β-catenin信号通路的异常激活与ATC的进展密切相关,而近期研究提示铁死亡(ferroptosis)——一种铁依赖性的脂质过氧化驱动的细胞死亡形式——在ATC生物学中扮演重要角色。有趣的是,Wnt/β-catenin信号通路可通过稳定β-catenin赋予细胞对铁死亡的抵抗能力。本研究旨在探讨KIF23是否通过调控Wnt/β-catenin信号通路和铁死亡过程影响ATC的恶性表型,为ATC治疗提供新的理论基础。
2. 方法
本研究使用ATC细胞系BHT101作为模型,通过转染KIF23沉默(si-KIF23)或过表达(OE-KIF23)质粒构建实验组。采用RT-qPCR和Western blot检测KIF23表达水平,CCK-8法评估细胞活力,ELISA试剂盒测定谷胱甘肽(Glutathione, GSH)、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)和脂质过氧化物(Lipid Peroxide, LPO)水平,流式细胞术检测活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)含量,划痕实验和Transwell实验分别评估细胞迁移和侵袭能力。为探讨机制,设置了Wnt/β-catenin通路抑制剂硝唑尼特(Nitazoxanide, NTZ)和铁死亡诱导剂erastin处理组,并通过Western blot分析GPX4、p-GSK3β、β-catenin和c-Myc等蛋白表达。
3. 结果
3.1. KIF23基因沉默对ATC细胞活力及氧化应激水平的影响
沉默KIF23可显著降低ATC细胞活力,增加氧化应激水平,表现为GSH含量下降,MDA和LPO水平升高,细胞内ROS含量显著上升。Western blot结果显示,GPX4、p-GSK3β、β-catenin和c-Myc蛋白表达均下调,提示KIF23可能通过调节Wnt/β-catenin信号通路和铁死亡相关蛋白影响细胞氧化平衡。
3.2. KIF23通过Wnt/β-catenin通路调控ATC细胞的侵袭与增殖
过表达KIF23可显著增强ATC细胞活力、迁移和侵袭能力,且这些效应可被NTZ部分逆转。Western blot分析显示,OE-KIF23组中p-GSK3β、β-catenin和c-Myc蛋白表达上调,而NTZ处理抑制了这些蛋白的表达。结果表明,KIF23通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进ATC细胞的恶性行为。
3.3. KIF23通过铁死亡机制调控ATC细胞迁移与侵袭
KIF23过表达可提升GSH水平,降低MDA和LPO含量,减少ROS生成,并上调GPX4、p-GSK3β、β-catenin和c-Myc表达。erastin处理则逆转了上述效应,部分削弱了KIF23过表达带来的促生存和促迁移/侵袭作用。这表明KIF23可能通过抑制铁死亡增强ATC细胞的恶性表型。
4. 讨论
本研究首次系统阐述了KIF23在ATC中通过调控Wnt/β-catenin信号通路和铁死亡过程促进肿瘤进展的机制。KIF23过表达不仅增强细胞增殖和运动能力,还通过调节氧化应激关键分子赋予细胞对铁死亡的抵抗能力。尽管研究存在局限性(如仅使用单一细胞系且缺乏体内实验验证),但结果为以KIF23为靶点的ATC治疗策略提供了理论依据。
5. 结论
KIF23通过激活Wnt/β-catenin信号通路和抑制铁死亡,显著促进ATC细胞活力、迁移和侵袭。靶向KIF23或联合铁死亡诱导剂可能成为未来ATC治疗的新方向。