《Infection and Immunity》：A Hidden “Promoter”: Schistosoma japonicum soluble egg antigen activates MAPK/PI3K-AKT pathways and inhibits autophagy to facilitate colorectal cancer
编辑推荐：
本研究发现，日本血吸虫(S. japonicum)感染的重要致病因子可溶性虫卵抗原(SEA)是结直肠癌(CRC)的潜在“促癌剂”。研究首次在体外和体内实验证实，SEA可剂量依赖性促进CRC细胞增殖、迁移并诱导上皮-间质转化(EMT)。机制上，SEA激活致癌关键通路MAPK和PI3K-AKT，同时抑制细胞自噬，从而推动CRC恶性进展。该工作为血吸虫病流行区CRC高风险提供了关键的实验证据，并提示控制血吸虫病或成为CRC预防的潜在策略。
引言
血吸虫病是一种由血吸虫属寄生虫引起的热带疾病，全球有超过2.5亿人感染。日本血吸虫是其主要病原体之一。虫卵沉积在结肠是造成病理性损伤的主要原因，而可溶性虫卵抗原(SEA)被认为是血吸虫病最重要的致病因子。结直肠癌(CRC)是最常见的胃肠道恶性肿瘤，其发病和不良预后与日本血吸虫感染存在临床相关性，但缺乏相关的实验证据。本研究旨在通过体内外实验，探究日本血吸虫SEA对CRC的影响及其潜在机制。
SEA在体外促进结直肠癌细胞的增殖
为了探究SEA对CRC细胞增殖的影响，研究首先通过CCK-8实验检测了SEA对多种CRC细胞系活力的影响。结果显示，SEA以剂量依赖性的方式，显著促进了SW480、HCT116和CT26细胞的活力。在浓度为10 μg/mL时，SEA也能增强MC38细胞的活力，但在40 μg/mL时反而抑制，这可能与细胞系特异性和剂量依赖性双相效应有关。克隆形成实验进一步证实，SEA刺激促进了CT26、SW480和HCT116细胞克隆的形成。由于SEA对HCT116细胞的促增殖效应最为显著，后续实验选定该细胞系。流式细胞术分析显示，SEA刺激后，HCT116细胞中Ki67+细胞的比例升高，并在刺激12小时后达到峰值。这些发现共同证实，日本血吸虫SEA能在体外促进CRC细胞的增殖。
SEA促进结直肠癌细胞的迁移和上皮-间质转化
细胞迁移是反映CRC细胞恶性程度的重要特征。伤口愈合实验和Transwell实验结果显示，SEA显著促进了HCT116细胞的伤口愈合能力和迁移能力。上皮-间质转化(EMT)在肿瘤发展和转移中起着关键作用。蛋白质印迹法检测EMT相关标志物的结果显示，SEA上调了间质标志物(N-cadherin, Vimentin, α-SMA)和EMT转录因子(Snail, Twist)的蛋白表达，同时下调了上皮标志物E-cadherin的表达。这些结果表明，SEA能够促进HCT116细胞发生EMT。
SEA激活CRC细胞中的MAPK和PI3K-AKT通路
为了探究SEA促癌的分子机制，研究对SEA刺激后的HCT116细胞进行了RNA测序(RNA-Seq)分析。差异表达基因(DEGs)分析显示，SEA处理组与对照组相比，共有448个基因表达发生改变。基因本体(GO)生物过程富集分析表明，这些基因主要富集在凋亡过程的负调控、细胞迁移、伤口愈合和细胞增殖的正调控等与细胞增殖和迁移密切相关的过程中。京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析则发现，差异基因主要富集在PI3K-AKT和MAPK信号通路中。蛋白质印迹实验进一步验证了这些发现，证实SEA刺激激活了HCT116细胞中的MAPK和PI3K-AKT信号通路，且激活效应在处理12小时后最为显著。综上，SEA对CRC细胞的促癌作用与其激活MAPK和PI3K-AKT通路有关。
SEA通过抑制自噬促进CRC细胞增殖和迁移
由于mTOR是MAPK和PI3K-AKT通路的共同下游效应器，其激活可抑制自噬，研究进一步检测了SEA对HCT116细胞自噬的影响。结果表明，SEA能够抑制自噬激活剂雷帕霉素(RAPA)诱导的自噬。为了确认SEA对细胞增殖和迁移的促进作用是否通过调控自噬介导，研究检测了在自噬激活剂RAPA存在与否的情况下，SEA对mTOR信号激活的影响。结果显示，RAPA可以部分逆转SEA对mTOR信号的激活作用。与此一致，CCK-8和克隆形成实验证明，RAPA部分削弱了SEA对HCT116细胞增殖的刺激作用。此外，Transwell和伤口愈合实验也证实，SEA对HCT116细胞迁移能力的增强作用同样可被RAPA部分逆转。因此，SEA对CRC细胞的促癌作用与其抑制自噬相关。
SEA在体内促进CRC的生长
为了在体内评估SEA对CRC进展的影响，研究建立了HCT116细胞皮下移植瘤小鼠模型。结果显示，SEA处理不仅显著促进了肿瘤的生长和增重，还导致小鼠体重减轻。免疫组织化学染色显示，SEA增加了肿瘤组织中增殖标志物Ki67和EMT标志物Vimentin的表达。进一步检测肿瘤组织中信号通路的激活情况，与体外结果一致，SEA激活了MAPK和PI3K/AKT/mTOR信号通路。这些结果证实，SEA能够在体内促进CRC的生长和EMT进程，并通过激活MAPK和PI3K/AKT/mTOR通路，从而促进CRC的恶性进展。
讨论与结论
本研究发现日本血吸虫SEA能在体外和体内加速CRC的恶性发展，首次从实验角度为两者的关联提供了直接证据。SEA是血吸虫成熟虫卵内毛蚴的分泌物，是寄生虫的主要活性致病成分。本研究发现其可剂量依赖性刺激CRC细胞生长，并促进其迁移和EMT进程。深入的机制研究表明，SEA通过激活关键的致癌通路MAPK和PI3K-AKT，并抑制细胞保护性自噬，从而发挥促癌作用。自噬在CRC中的作用复杂，本研究证实SEA通过激活mTOR抑制自噬，而自噬激活剂RAPA可部分逆转SEA的促肿瘤作用。SEA成分复杂，虽然本研究证实其混合物具有促癌效应，但具体是哪种或哪几种成分起主要作用，尚需未来研究。此外，本研究使用的免疫缺陷小鼠移植瘤模型无法完全模拟自然感染状态下的宿主免疫微环境，这是当前研究的一个局限性。总之，本研究揭示了日本血吸虫SEA通过诱导MAPK和PI3K/AKT/mTOR通路并抑制自噬，从而促进CRC恶性进展的分子机制，为解释血吸虫病与CRC发病率升高及患者预后较差之间的临床关联提供了合理的机制基础，也凸显了在流行区控制血吸虫病作为CRC预防潜在策略的重要性。
