WISP2过表达抑制胃癌血管生成拟态与上皮-间质转化的机制研究:Wnt/β-catenin信号通路的调控作用

《Digestive Diseases and Sciences》:WISP2 Overexpression Is Associated with Reduced Vasculogenic Mimicry and Epithelial–Mesenchymal Transition in Gastric Cancer

【字体: 时间:2026年03月09日 来源:Digestive Diseases and Sciences 2.5

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  胃癌是高度恶性的肿瘤,血管生成拟态(VM)是其转移和治疗抵抗的重要机制。本研究聚焦WISP2蛋白,探讨其在胃癌中调控VM及上皮-间质转化(EMT)的作用与机制。研究表明,WISP2在胃癌组织中表达降低,其过表达可显著抑制胃癌细胞的增殖、迁移、侵袭及VM形成能力。机制上,WISP2通过抑制Wnt/β-catenin信号通路,进而负向调控EMT进程,最终削弱胃癌的VM潜能。该研究揭示了WISP2在胃癌恶性进展中的新功能,为靶向VM的胃癌治疗提供了潜在的新靶点和理论依据。

在全球癌症负担中,胃癌的发病率高居第五,致死率位列第三,每年新增病例超过百万。这种疾病狡猾而凶险,早期症状隐匿,很多患者确诊时已进入晚期,错过了最佳治疗时机。尽管手术、放疗、化疗等治疗手段不断进步,但患者的总体预后仍然不佳。肿瘤的复发和转移是导致不良结局的关键,而在这个过程中,肿瘤为自己“供血”的能力——即血管生成——扮演了至关重要的角色。然而,传统的抗血管生成药物在胃癌治疗中获益有限,甚至可能“适得其反”,诱导出一种更为顽强的血液供应模式——血管生成拟态(Vasculogenic Mimicry, VM)。VM是一种不依赖内皮细胞的、由肿瘤细胞自身模仿形成的管道样结构,它能独立为肿瘤输送养分,是肿瘤对抗治疗、发生转移的“秘密通道”。研究表明,VM的形成与另一个关键的生物学过程——上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)密切相关。EMT是上皮细胞获得迁移和侵袭能力,向间质细胞特性转变的过程,是癌症转移的核心驱动力。那么,是否存在一个关键分子,能够同时“踩下”VM和EMT这两个促进胃癌进展的“油门”呢?
一项发表在《Digestive Diseases and Sciences》上的研究,将目光投向了名为WISP2的蛋白质。WISP2是CCN蛋白家族的一员,此前的研究提示它可能在抑制癌症进展中发挥作用,但其在胃癌VM和EMT中的具体角色尚属未知。为了解开这个谜团,来自蚌埠医科大学第一附属医院的研究团队展开了一项多层面的探索。
研究者们综合运用了临床样本分析、细胞实验和动物模型来开展研究。他们首先对50例于2022年2月至2023年2月间接受根治性胃切除术的胃癌患者的病理标本进行了分析。在细胞层面,研究使用了人胃癌AGS细胞系,通过慢病毒转染技术构建了WISP2过表达的细胞模型,并设置了对照。通过CCK-8、划痕愈合、Transwell等实验评估细胞增殖、迁移和侵袭能力;通过体外三维培养管腔形成实验模拟和评估VM的形成能力。在动物实验中,研究者将过表达WISP2的AGS细胞接种到裸鼠皮下,构建了移植瘤模型,以观察WISP2对体内肿瘤生长和VM的影响。在机制层面,研究通过定量PCR、Western Blot等技术检测了EMT相关标志物(如E-cadherin、Vimentin、Snail、Twist1)、血管生成相关因子(如VEGFA、VEGFR2、CD31)以及Wnt/β-catenin信号通路关键蛋白(如p-β-catenin、β-catenin、p-GSK-3β、TCF4)的表达变化。
VM在胃癌组织中存在,且WISP2呈低表达
通过对胃癌组织进行CD34和PAS双重染色,研究者在部分胃癌组织中观察到了VM结构。利用公共数据库(TCGA)分析和免疫组化染色发现,在胃癌组织中WISP2的表达显著低于癌旁正常组织,并且VM形成活跃的区域,WISP2的表达水平更低。
降低的WISP2表达与胃癌细胞VM形成相关
在细胞实验中,研究者比较了不同胃癌细胞系(AGS、KAO-III、MKN-45)与正常胃上皮细胞(GES-1)的WISP2表达。结果显示,AGS细胞的WISP2表达水平最低,同时其诱导形成VM管状结构的能力却最强。此外,在低氧环境下培养AGS细胞(模拟肿瘤内部微环境),其VM能力增强,而WISP2的表达则进一步下降,这提示WISP2低表达与VM能力增强存在关联。
WISP2过表达抑制胃癌细胞的EMT
通过在AGS细胞中过表达WISP2,研究发现,与对照组相比,过表达WISP2显著抑制了胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。在分子水平上,WISP2过表达导致上皮标志物E-cadherin表达上调,而同时间质标志物Vimentin以及EMT相关转录因子Snail、Twist1的表达下调。当联合使用EMT抑制剂后,这种抑制效果更为明显。这些结果证实,WISP2过表达能够有效抑制胃癌细胞的EMT进程。
WISP2过表达降低胃癌细胞的血管诱导和EMT能力
在VM功能实验中,WISP2过表达显著减少了AGS细胞在三维基质中形成的管状结构的数量和长度。同时,血管生成相关因子VEGFA、VEGFR2和CD31的表达也随之下调。当同时抑制EMT时,VM的形成被进一步削弱。这表明WISP2通过抑制EMT,进而降低了胃癌细胞形成VM的能力。
WISP2过表达抑制裸鼠体内肿瘤形成及肿瘤血管生成
动物实验为上述发现提供了体内证据。与接种普通AGS细胞的对照组裸鼠相比,接种过表达WISP2的AGS细胞的裸鼠,其皮下移植瘤的生长速度和最终体积、重量都显著减小。对瘤体组织的分析显示,过表达WISP2的肿瘤中,VM结构(CD34阴性/PAS阳性)和血管内皮标志物CD31的表达均减少。Western Blot结果同样显示,瘤体内E-cadherin表达升高,而Vimentin、Snail、Twist1、VEGFA、VEGFR2等蛋白表达降低。
WISP2过表达抑制Wnt通路
为了深入探究WISP2发挥作用的分子机制,研究者进行了生物信息学分析,发现WISP2可能与Wnt/β-catenin信号通路相关。后续的实验验证表明,在过表达WISP2的胃癌细胞中,Wnt通路的关键蛋白p-β-catenin(Ser675位点磷酸化)、总β-catenin、p-GSK-3β(Ser9位点磷酸化)以及下游转录因子TCF4的表达水平均显著下降。这提示WISP2过表达抑制了Wnt/β-catenin信号通路的活性。
研究结论与意义
本项研究通过系统的实验阐明,WISP2在胃癌中扮演着肿瘤抑制因子的角色。其主要结论是:WISP2在胃癌组织中表达下调,其过表达能够通过抑制经典的Wnt/β-catenin信号通路,进而阻碍EMT进程,最终显著削弱胃癌细胞的血管生成拟态(VM)能力,抑制肿瘤的生长和恶性进展。
这项研究的意义重大。首先,它首次在胃癌中系统揭示了WISP2、EMT和VM三者之间的调控关系,并指出了Wnt/β-catenin通路在这一调控网络中的核心地位,丰富了人们对胃癌侵袭转移分子机制的理解。其次,研究证实WISP2的低表达与VM这一不良预后指标相关,提示WISP2可能成为一个有潜力的胃癌预后生物标志物。最重要的是,WISP2作为一个能够同时抑制EMT和VM的分子,为开发新型抗胃癌治疗策略提供了极具吸引力的作用靶点。未来,针对WISP2或其下游通路的干预手段,或许能够更有效地遏制胃癌的转移,改善患者预后。当然,作者也指出了研究的局限性,如临床样本量有限、机制上尚未进行通路“救援”实验等,这些都为后续更深入的研究指明了方向。

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