BRIP1通过抑制活性氧生成并激活PI3K/Akt通路介导胃癌细胞失巢凋亡抵抗的作用机制

《International Journal of Molecular Sciences》：Role and Mechanism of BRIP1 in Anoikis Resistance of Gastric Cancer Shijiao Zhang, Ai Chen, Liyang Chen, Chuanli Yang, Yan Shen and Xiaobing Shen

本研究发现，BRIP1是胃癌（GC）患者预后风险评估模型中一个关键的失巢凋亡相关基因。研究证实，BRIP1通过抑制活性氧（ROS）生成、激活PI3K/Akt通路，从而赋予胃癌细胞抵抗失巢凋亡的能力，并促进其增殖、上皮-间质转化（EMT）和体内成瘤。该研究揭示了BRIP1在胃癌进展中的新作用机制，为其作为治疗靶点和预后标志物提供了科学依据。

　　

BRIP1，一种失巢凋亡相关基因，在胃癌中高表达

为了评估BRIP1在胃癌（GC）中的治疗相关性，研究团队首先整合癌症基因组图谱（TCGA）和基因集富集分析（GSEA）数据库，并结合LASSO回归分析，构建了一个新颖的预后风险评分模型。该模型包含八个失巢凋亡相关基因（ARGs）：DUSP1、VCAN、P3H2、TXNIP、BRIP1、FGD6、GPX3和RLN2。多变量Cox回归分析证实，此风险评分是独立的预后因素。在该基因集中，BRIP1在肿瘤组织与正常组织、以及正常胃黏膜上皮细胞与胃癌细胞之间均表现出显著的差异性表达。进一步的数据库验证显示，VCAN、BRIP1、FGD6和RLN2在胃癌组织中表达上调，而TXNIP、P3H2、GPX3和DUSP1则下调。

BRIP1促进胃癌细胞的失巢凋亡抵抗

为探究BRIP1在失巢凋亡抵抗中的功能，研究比较了正常胃黏膜上皮细胞GES-1与胃癌细胞AGS、HGC-27在悬浮培养条件下的凋亡率。流式细胞术分析发现，悬浮的GES-1细胞凋亡率显著高于胃癌细胞，其中AGS细胞展现出比HGC-27更强的失巢凋亡抵抗能力，因此被选为后续研究模型。在AGS细胞中，BRIP1的蛋白和mRNA水平在悬浮培养24小时后显著升高，表明其参与了失巢凋亡的早期调控反应。

通过病毒转染成功构建了稳定敲低和过表达BRIP1的细胞系。实验表明，敲低BRIP1会上调促凋亡蛋白Caspase-3和Bax的表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，并导致细胞凋亡率增加；而过表达BRIP1则呈现相反趋势。这些结果证实，BRIP1促进了胃癌细胞的失巢凋亡抵抗。

BRIP1增强胃癌细胞的增殖能力

接下来，研究评估了BRIP1对细胞周期和增殖的影响。敲低BRIP1显著降低了细胞周期蛋白CyclinD1的表达，并诱导细胞周期停滞在G₁期；而过表达BRIP1则增加了CyclinD1的表达，并导致S期积累。功能实验进一步支持了这些发现：CCK-8实验显示，敲低BRIP1抑制了细胞增殖，而过表达则增强了增殖能力。EdU实验也证实，沉默BRIP1降低了DNA复制活性，而过表达则使其增强。这表明BRIP1能够影响细胞周期进程，并增强胃癌细胞的增殖能力。

BRIP1促进胃癌的上皮-间质转化并影响裸鼠腋下肿瘤形成

研究进一步探讨了BRIP1是否通过影响上皮-间质转化（EMT）来介导其促癌功能。结果表明，敲低BRIP1显著降低了EMT标志物（N-cadherin、Snail、Vimentin、α-SMA）的表达，而过表达则显著增加了这些标志物的表达。在裸鼠异种移植模型中，敲低BRIP1导致肿瘤体积和重量显著减小，而过表达则使其增加。对肿瘤组织的基因分析显示，敲低BRIP1导致Bcl-2、CyclinD1、Ki67及EMT相关基因表达下调，而Caspase3和Bax表达上调。免疫组化（IHC）结果在蛋白水平上证实了这些趋势。这些数据共同表明，BRIP1通过驱动EMT增强了胃癌的转移潜能，并通过协调调节凋亡、细胞周期、增殖和EMT过程，显著促进了体内肿瘤生长。

BRIP1通过抑制ROS生成并激活PI3K/Akt信号通路增强胃癌的恶性进展

为了深入探究其分子机制，研究检测了BRIP1对细胞内活性氧（ROS）水平的影响。DCFH-DA染色结合流式细胞术分析显示，敲低BRIP1显著增加了AGS细胞内的ROS生成，而过表达则降低了ROS水平。研究表明，BRIP1通过抑制ROS的生成来促进胃癌细胞的失巢凋亡抵抗。

进一步的研究发现，PI3K抑制剂LY294002（15 μmol/L）处理，虽然不影响BRIP1本身的表达，但有效逆转了由BRIP1过表达引起的p-PI3K/p-Akt水平升高，这提示BRIP1位于PI3K/Akt信号级联的上游。通过LY294002处理，可以逆转BRIP1过表达带来的抗凋亡效应，表现为Caspase-3和Bax表达上调，Bcl-2表达下调，且细胞凋亡率显著升高。同样，LY294002也能抑制BRIP1驱动的细胞周期进程（下调CyclinD1）和细胞增殖（CCK-8和EdU实验），并显著降低EMT标志物的表达。这些结果综合表明，BRIP1位于PI3K/Akt通路的上游，通过抑制ROS产生并激活PI3K/Akt信号，协同增强胃癌细胞的失巢凋亡抵抗、细胞周期进程、增殖和EMT。

结论

这项研究证实，BRIP1在胃癌发生发展中，通过抑制ROS和激活PI3K/Akt通路双重机制，协调调控了失巢凋亡抵抗。该工作从本质上增进了我们对胃癌病理生理学的理解，明确了BRIP1的新角色，同时揭示了其作为临床生物标志物的实用性，并暴露了其作为治疗干预靶点的潜力。