AEG-1 3'UTR 作为一种 ceRNA（竞争性内源性 RNA），通过调控 miR-375-3p/JAK2 轴来促进幽门螺杆菌诱导的胃癌上皮间质转化（EMT）

《Microbiological Research》：AEG-1 3'UTR functions as a ceRNA to facilitate Helicobacter pylori-induced gastric cancer EMT by regulating the miR-375-3p/JAK2 axis

胃癌发生中H. pylori通过AEG-1 3'UTR海绵miR-375-3p激活JAK2/STAT3通路促进EMT和转移，为靶向治疗提供新思路。

　　

Jiale Chen|Xin Li|Furui Zhang|Xuebo Han|Meng He|Xuequan Wang|Jing Wu|Linhan Ni|Jing Liu|Juan Chen|Kunmei Liu|Le Guo

宁夏医科大学临床病原微生物学重点实验室（宁夏医科大学第一临床医学院），中国银川750004

摘要

幽门螺杆菌（H. pylori）感染是胃癌（GC）的主要风险因素，但驱动H. pylori诱导的胃癌发生的分子机制尚未完全阐明。本研究探讨了AEG-1 3'非翻译区（3'UTR）作为竞争性内源性RNA（ceRNA）在此过程中的作用。通过对H. pylori相关胃癌进行全转录组测序，构建了一个ceRNA网络。通过功能获得和丧失实验评估了AEG-1 3'UTR对感染胃癌细胞上皮-间充质转化（EMT）的影响。利用生物信息学、双荧光素酶报告基因检测和拯救实验探索了调控机制。通过H. pylori感染的小鼠模型和裸鼠异种移植模型评估了体内效应。结果表明，在H. pylori感染的胃癌细胞和组织中，AEG-1和JAK2上调，而miR-375-3p下调。AEG-1 3'UTR通过竞争性结合miR-375-3p来促进增殖、迁移、侵袭和EMT，从而抑制JAK2并激活JAK2/STAT3信号通路。这些致癌效应可以通过沉默JAK2或过表达miR-375-3p来逆转。在AEG-1敲除小鼠中，H. pylori定植和胃炎症显著减少，伴随EMT和增殖标志物的表达下降。异种移植模型进一步证实了AEG-1/miR-375/JAK2轴驱动胃癌生长和肺转移。这些发现表明AEG-1 3'UTR是一个通过miR-375/JAK2轴调节H. pylori介导的EMT和致癌作用的ceRNA，突显了其作为治疗靶点的潜力。

引言

胃癌（GC）是全球第五大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡率的第四大原因（Sung等人，2021年）。胃癌的高死亡率主要由转移引起，其中上皮-间充质转化（EMT）是赋予癌细胞侵袭性和扩散能力的关键机制（Peng等人，2014年；Xie等人，2015年）。胃癌的发病机制通常起源于慢性胃炎，幽门螺杆菌（H. pylori）感染是主要的触发因素（Hussein等人，2022a年）。因此，揭示将慢性炎症与EMT联系起来的分子信号通路对于理解胃癌的进展至关重要。

幽门螺杆菌的全球感染率超过50%（Hussein等人，2021年），被世界卫生组织列为I类致癌物。这种细菌的感染可导致胃上皮黏膜损伤和慢性炎症，在严重情况下，可能发展为胃十二指肠病变，包括胃肠道溃疡、胃癌和胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤（Malfertheiner等人，2023年；Thrift等人，2023年；Zavros和Merchant，2022年）。研究表明，幽门螺杆菌不仅诱导胃癌，还通过触发EMT促进肿瘤侵袭和转移，从而影响患者的预后（Baj等人，2020年；Jamal Eddin等人，2023年；Ouyang等人，2021年）。在幽门螺杆菌诱导的胃黏膜异型增生和胃癌样本中，TGF-β1和EMT相关标志物（如Twist和Snail）的表达升高（Choi等人，2015年）。某些重要的幽门螺杆菌毒素蛋白（如CagA、CagE和Tipα）可能刺激与胃癌中EMT发展直接相关的EMT基因（Vimentin、Snail、Twist1等）的表达（Lee等人，2014年；Sougleri等人，2016年；Yu等人，2014年）。阐明幽门螺杆菌在胃癌中诱导EMT的分子机制对于识别新的治疗靶点至关重要。

微小RNA（miRNAs）是一类单链小RNA，通过与目标转录本的序列特异性相互作用发挥转录后调控作用，通常通过与mRNA 3'非翻译区（3'UTR）内保守序列的互补碱基配对来介导基因沉默（Bartel，2004年）。值得注意的是，miRNAs已被确定为幽门螺杆菌相关胃癌发病机制中EMT的关键调节因子。这些小非编码RNA通过直接靶向或复杂的信号通路（包括PI3K/AKT和TGF-β通路）调节EMT相关转录因子的表达（Zou等人，2019年）。竞争性内源性RNA（ceRNA）假说提出，mRNA和非编码RNA的3'UTR可以通过它们的miRNA响应元件（MREs）竞争性结合相同的miRNA，从而缓解miRNAs对目标基因的抑制作用（Seitz，2009年）。幽门螺杆菌感染引起的慢性炎症微环境导致大量非编码RNA的异常表达（Yousefi等人，2021年）。这些失调的RNA通过ceRNA机制干扰miRNAs对EMT相关基因的正常调控作用，从而促进胃癌的恶性进展。

星形胶质细胞升高基因-1（AEG-1），也称为转移粘附基因（Metadherin，MTDH），是多种肿瘤发展和进展的关键因素（Abdel Ghafar和Soliman，2022年；Sarkar和Fisher，2013年；Zhou等人，2022年）。胃癌中AEG-1表达升高与侵袭性临床病理参数显著相关，包括肿瘤分化、晚期TNM分期、淋巴血管侵袭和总体生存率下降（Dong等人，2015年；Luo等人，2015年）。多项研究表明，AEG-1通过与EMT相关的通路促进多种恶性肿瘤的侵袭和转移，包括胃癌（Li等人，2020年；Liu等人，2014年；Wu等人，2017年）。机制研究表明，幽门螺杆菌感染通过病原体相关分子模式（PAMPs）激活TLR4/NF-κB信号级联，随后诱导AEG-1的转录上调（Li等人，2014a）。这种病原体-宿主相互作用建立了将慢性炎症与胃癌恶性进展联系起来的促肿瘤正反馈循环。因此，AEG-1可能作为连接幽门螺杆菌驱动的炎症级联与胃癌中EMT启动的功能桥梁，尽管其潜在机制仍有待进一步阐明。

最近的研究表明，与蛋白质分子相比，mRNA在肿瘤治疗中具有独特的优势，有望成为高效且特异性的治疗靶点（Volkhin等人，2025年）。新兴证据表明，mRNA分子不仅作为蛋白质编码模板，还通过其3'UTR独立发挥调控作用，通过ceRNA机制。例如，FN1 3'UTR已被证明通过ceRNA活性促进胃癌进展，其致癌作用比FN1蛋白本身更为显著（Pan等人，2023年）。类似地，AEG-1 3'UTR也被报道在小细胞肺癌中促进EMT（Liu等人，2015年）。基于以上研究，我们推测幽门螺杆菌相关胃癌中可能存在类似的机制，因此采用全转录组测序来研究这一可能性。在幽门螺杆菌感染的胃上皮细胞和胃癌细胞中，我们观察到AEG-1和JAK2显著上调，同时miR-375-3p显著下调。作为肿瘤抑制因子，miR-375-3p直接靶向EMT相关转录因子并调节JAK2信号通路（Ding等人，2010年），这是炎症和癌症进展的关键通路。此外，miR-375-3p的失调已被证实与幽门螺杆菌感染和慢性胃炎相关（Zhang等人，2021年），表明它可能作为连接细菌感染与恶性转化的分子桥梁。此外，生物信息学分析显示miR-375-3p结合位点存在于AEG-1和JAK2中，表明其在炎症-EMT轴的转录后调控中的潜在作用。这些发现表明，在幽门螺杆菌感染的胃癌中可能存在AEG-1 3'UTR/miR-375-3p/JAK2信号轴，并促进其恶性进展。

在本研究中，我们发现AEG-1 3'UTR通过竞争性结合miR-375-3p发挥ceRNA作用，导致JAK2表达上调，随后激活JAK2/STAT3信号通路，诱导EMT，并促进幽门螺杆菌相关胃癌的侵袭和转移。这一发现为幽门螺杆菌诱导的胃癌的精准治疗提供了潜在的新靶点。

章节片段

细胞系和患者样本

正常胃黏膜上皮细胞系GES-1、人胃癌细胞系BGC-823和人胚胎肾细胞系HEK-293T来自宁夏临床病原微生物学重点实验室。所有使用的细胞系均通过STR分析验证，并确认无支原体污染。所有细胞在添加了10%胎牛血清（FBS，Gibco，美国）的RPMI-1640或DMEM培养基中培养，并在湿润环境中（37℃，5% CO₂）生长。

幽门螺杆菌感染胃癌细胞和正常胃黏膜细胞的全转录组测序

为了研究幽门螺杆菌诱导的胃癌相关的分子机制，使用高通量测序技术分析了幽门螺杆菌感染的胃癌（BGC-823）细胞和幽门螺杆菌感染的正常胃黏膜（GES-1）细胞中差异表达的mRNA和miRNAs。实验组分为：GES1（未感染的GES-1细胞）、GES2（感染幽门螺杆菌的GES-1细胞）、BGC1（未感染的BGC-823细胞）和BGC2（感染幽门螺杆菌的BGC-823细胞）。

讨论

幽门螺杆菌已被确定为与胃癌最密切相关的致病因子（Hussein等人，2022b；Zhou等人，2021年）。胃癌的高发病率、高死亡率和不良预后可归因于其侵袭性和转移特性，其中EMT是其进展的主要机制（Al-Ouqaili等人，2023年；Xu等人，2020年）。许多研究表明，某些miRNA分子对胃癌的EMT至关重要，而幽门螺杆菌可能

伦理批准和参与同意

宁夏医科大学伦理委员会批准了这项研究（编号KYLL-2021-139），所有参与者均提供了知情同意。动物实验获得了宁夏医科大学动物实验伦理委员会的批准（IACUU编号：NYLAC-2023-049），实验程序遵循动物福利原则。

资助

这项工作得到了国家自然科学基金（82160497，82360711）、宁夏自然科学基金（2023AAC03207和2024AAC03205）、宁夏临床病原微生物学重点实验室开放课题（MKLG-2024-02）、宁夏颅脑疾病重点实验室主任基金（LNZR202304）、宁夏回族自治区青年拔尖人才培训和科技创新领军人才项目的财政支持。

CRediT作者贡献声明

Xin Li：软件、资源、项目管理。Le Guo：写作 – 审稿与编辑、资源获取、概念化。Jiale Chen：写作 – 原稿撰写、软件、项目管理、方法学、数据管理。Xuebo Han：监督、资源提供。Furui Zhang：可视化、验证、监督。Jing Liu：方法学、数据管理。Linhan Ni：正式分析、数据管理。Kunmei Liu：写作 – 审稿与编辑、监督、项目管理。Juan Chen：

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

致谢

我们感谢国家自然科学基金和宁夏微生物学重点实验室对这项项目的资金和研究平台支持。感谢编辑和审稿人对本文的有益意见。

出版同意

所有作者同意提交该手稿。