《Medical Oncology》：Loss of junctional plakoglobin (JUP) activates PI3K/AKT signaling in head and neck squamous cell carcinoma
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本文聚焦头颈鳞状细胞癌（HNSCC）不良预后的机制探索。针对肿瘤细胞如何获得高转移性的科学问题，研究人员围绕关键细胞连接蛋白JUP，开展了其在肿瘤进展中的功能与机制研究。研究发现JUP缺失通过激活PI3K/AKT通路，促进了肿瘤细胞的增殖与迁移能力，揭示了JUP作为新型生物标志物和潜在治疗靶点的重要意义。
头颈鳞状细胞癌是全球第六大常见恶性肿瘤，每年新增病例近90万例，死亡率高达约50%。其高致死率主要归因于诊断时多为晚期、局部区域易复发以及对现有治疗方案的抵抗。尽管手术、放疗、化疗和免疫治疗等领域取得了进展，但对于复发或转移性患者，治疗选择仍然有限。
肿瘤的侵袭和转移是导致患者死亡的关键。科学家们一直在寻找影响这一恶性进程的关键分子。除了大家熟知的“驱动基因”，构成细胞之间“钢筋水泥”结构的蛋白质也引起了研究者的注意。连接蛋白斑珠蛋白（JUP，也称γ-连环蛋白）就是这样一个角色。它是桥粒——一种负责细胞间紧密粘连的蛋白复合体——的核心组分。传统观点认为，桥粒只是静态的“粘合剂”，但近年的证据显示，它们也是动态的信号枢纽，调控着细胞增殖、迁移等多种生物学过程。在多种癌症中，桥粒蛋白的表达改变与不良预后相关，但JUP在头颈鳞状细胞癌中的作用却尚未明确。这项研究正是在此背景下，探索JUP是否以及如何影响头颈癌的进展。
研究发现，JUP的表达水平与患者的命运紧密相连。通过对癌症基因组图谱（TCGA）中头颈鳞状细胞癌队列的数据分析，研究人员发现，JUP的低表达与更晚期的淋巴结转移（N分期）显著相关，并且预示着患者更差的总体生存期。这提示我们，JUP的减少可能不是一个简单的结果，而是推动肿瘤细胞扩散的“帮凶”。
为了验证这一临床发现背后的生物学机制，研究人员在实验室中“敲除”了癌细胞中的JUP。他们使用了小干扰RNA（siRNA）技术，分别在HPV阴性的FaDu细胞和HPV阳性的UPCI-SCC-154细胞中实现了高效的JUP敲低。随后，一系列实验揭示了惊人的结果：失去JUP的癌细胞移动速度显著加快，增殖能力也明显增强。在伤口愈合实验中，JUP敲低组的细胞能够更快地“愈合”划痕区域。
那么，是什么机制导致了这种“疯狂”的表型呢？研究人员的目光投向了在癌症中极为关键的磷酸肌醇3-激酶（PI3K）/AKT信号通路。这是一种促进细胞生存、生长和增殖的核心通路，在许多肿瘤中过度激活。实验结果显示，当JUP被敲低后，磷酸化的AKT（p-AKT，即活化的AKT）水平显著上升，同时增殖标志物Ki-67的表达也增加。这一现象在两种细胞系中都得到了证实，说明JUP的缺失确实激活了PI3K/AKT通路。
最关键的证据来自于“救援”实验：当研究人员使用PI3K抑制剂LY294002处理这些JUP缺失的细胞后，被过度激活的p-AKT和Ki-67水平恢复了正常，更重要的是，细胞加速移动和增殖的表型也被完全逆转。这强有力地证明了，JUP缺失导致的恶性行为是通过PI3K/AKT通路这个“开关”来实现的。
综上所述，这项发表于《Medical Oncology》的研究，首次在头颈鳞状细胞癌中系统阐明了桥粒蛋白JUP的肿瘤抑制功能。它像一位“监督员”，在正常情况下帮助细胞维持秩序和粘附；而一旦它“失职”（表达降低），就会“松开”对PI3K/AKT通路的抑制，导致癌细胞获得更强的迁移和增殖能力，最终促进肿瘤的进展和转移。这项研究不仅拓展了我们对桥粒蛋白功能的认识——它们不仅是结构蛋白，更是重要的信号调节因子，也为头颈癌的预后判断（将JUP作为潜在的生物标志物）和治疗（针对JUP低表达患者，或可考虑PI3K通路抑制剂）提供了新的思路。
本研究运用了以下几项关键技术方法：首先，利用癌症基因组图谱（TCGA）的公开临床与RNA测序数据（564例样本）进行生物信息学分析，评估JUP表达与临床病理特征及生存预后的关联。其次，通过siRNA介导的基因敲低技术，在HPV阴性（FaDu）和HPV阳性（UPCI-SCC-154）两种头颈鳞状细胞癌细胞系中特异性降低JUP的表达。第三，采用体外划痕（伤口愈合）实验来定量评估细胞迁移/运动能力的变化。第四，利用蛋白质印迹（Western blot）和实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）技术检测关键信号蛋白（如p-AKT、Ki-67）的表达水平变化。最后，使用药理学抑制剂（LY294002）进行通路特异性阻断实验，以验证表型与特定信号通路（PI3K/AKT）的因果关系。
研究结果
JUP表达降低与晚期淋巴结疾病和不良生存期相关
通过对TCGA-HNSCC队列中564个肿瘤和正常组织样本的RNA测序数据分析发现，虽然JUP表达在不同肿瘤T分期（原发肿瘤大小/浸润深度）间无显著差异，但其表达水平与淋巴结转移（N分期）显著负相关：N0期（无淋巴结转移）肿瘤的JUP表达最高，而随着淋巴结转移程度的加重（N1-N3），JUP表达水平逐级下降。此外，生存分析显示，JUP表达低于特定阈值的患者其总体生存期显著缩短。这表明JUP低表达与肿瘤的淋巴转移潜能增强和患者不良预后密切相关。
JUP敲低增强上皮伤口闭合
在功能实验中，siRNA成功敲低了FaDu和SCC-154细胞中的JUP蛋白表达。划痕实验结果表明，与对照组相比，JUP敲低的细胞在24小时和48小时后表现出显著加速的伤口闭合率。这一现象在两种细胞系（HPV阴性和阳性）中均得到重复验证，表明JUP缺失能普遍增强头颈鳞状细胞癌细胞的运动能力。
JUP敲低后Ki-67表达增加表明增殖增强
为了探究伤口闭合加速是源于细胞迁移增强还是增殖加快，研究人员检测了增殖标志物Ki-67。免疫染色显示，在划痕区域，JUP敲低细胞中Ki-67阳性细胞的比例显著高于对照组。蛋白质印迹和qPCR分析进一步在蛋白和mRNA水平证实了Ki-67表达的上调。同时，作为细胞迁移活性的一个指标，磷酸化黏着斑激酶（p-FAK）的水平在JUP敲低细胞中也显著升高。这些结果表明，JUP的缺失同时激活了与细胞增殖和迁移相关的通路。
JUP缺失激活HPV阴性和HPV阳性HNSCC细胞模型中的PI3K/AKT信号通路
为阐明分子机制，研究人员聚焦于PI3K/AKT通路。蛋白质印迹分析显示，在JUP敲低的FaDu和SCC-154细胞中，磷酸化AKT（p-AKT）和Ki-67的水平均显著上升。当使用PI3K抑制剂LY294002处理这些细胞后，p-AKT和Ki-67的升高被完全逆转，恢复至接近对照组的水平。功能上，PI3K抑制剂也完全阻断了由JUP敲低所导致的伤口闭合加速现象。这些数据证明，JUP的缺失通过激活PI3K/AKT信号通路，进而驱动了细胞的增殖和迁移表型。
结论与讨论
本研究将斑珠蛋白（JUP）鉴定为头颈鳞状细胞癌中PI3K/AKT信号通路和上皮细胞运动能力的新型抑制因子。临床数据分析确立了JUP低表达与晚期淋巴结转移及不良预后的强关联，提示其作为预后生物标志物的潜力。体外功能实验证明，JUP的缺失通过解除对PI3K/AKT通路的抑制，显著增强了肿瘤细胞的增殖和迁移能力，而这一表型可被PI3K抑制剂所逆转。
讨论部分强调了这项研究的双重意义。首先，它拓展了我们对桥粒蛋白功能的理解，将其从传统的细胞间粘附分子提升为活跃的细胞内信号调节器，在维持上皮稳态和抑制恶性转化中扮演关键角色。其次，研究揭示了JUP-PI3K/AKT轴作为一个潜在的药物干预靶点。对于JUP表达低的患者，靶向PI3K/AKT通路可能成为一种有效的治疗策略。这为头颈鳞状细胞癌的精准治疗提供了新的理论依据和潜在方向。
然而，作者也指出了研究的局限性，主要是缺乏体内实验（如小鼠移植瘤模型）的验证。未来的研究需要在动物模型中证实JUP缺失在体内促进肿瘤进展和转移的作用，并进一步探索调控JUP表达的上游机制及其在肿瘤免疫微环境和治疗抵抗中的作用。尽管如此，本研究成功地将细胞连接结构与致癌信号通路联系起来，为理解头颈鳞状细胞癌的侵袭性并开发新的治疗策略奠定了重要基础。
