《Translational Oncology》：THOC3 interacts with epithelial-to-mesenchymal transition to promote non-small cell lung cancer carcinoma progression through STAT3 signaling pathway
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为了探索肺癌预后标志物与治疗新靶点，研究人员聚焦于mRNA核输出复合物THOC成员THOC3，开展其在非小细胞肺癌(NSCLC)中表达、功能及分子机制的研究。结果表明，THOC3在NSCLC中高表达且与不良预后相关，其可通过激活STAT3通路促进肿瘤细胞增殖、迁移、EMT进程并抑制凋亡，从而加速肺癌进展。该研究揭示了THOC3-STAT3轴是驱动NSCLC恶性表型的关键机制，为肺癌的靶向干预提供了新思路。
肺癌，特别是非小细胞肺癌(NSCLC)，多年来一直是全球癌症相关死亡的主要原因。尽管治疗手段不断进步，但晚期诊断和有限的治疗选择使得患者的生存率依然不尽如人意。癌症的发生发展是一个多步骤的复杂过程，其中肿瘤细胞的无限增殖、抵抗凋亡以及获得迁移和侵袭能力是关键。上皮-间质转化(EMT)在这一过程中扮演了“助推器”的角色，它能让原本紧密连接的上皮细胞“松绑”，获得类似间质细胞的迁移和侵袭特性，从而促进肿瘤的转移扩散。因此，深入理解驱动EMT和肿瘤进展的分子开关，对于开发新的治疗策略至关重要。
在细胞内部，遗传信息的传递从细胞核内的DNA转录为信使RNA(mRNA)开始，这些mRNA需要被精准地“打包”并运输出细胞核，才能在细胞质中指导蛋白质的合成。这个过程被称为mRNA核输出，由转录-输出(TREX)复合物等精密机器调控。THO复合物(THOC)是TREX的核心组成部分，其家族成员（如THOC1, THOC2等）已被发现在多种癌症中失调并促进肿瘤发展。然而，作为THOC家族一员的THOC3，其在癌症，特别是肺癌中的具体角色，却像蒙着一层神秘的面纱，尚未被完全揭开。它仅仅是一个“随大流”的普通零件，还是一个驱动肺癌恶性进程的“关键齿轮”？为了回答这个问题，来自皖南医学院第一附属医院胸外科的倪铮铮、周升、张艳、汪新阳、杨辉、周涵宇、陶正团队在《Translational Oncology》上发表了一项研究，系统揭示了THOC3在NSCLC中的致癌功能及其背后的分子机制。
研究人员综合利用了多种关键技术方法来验证他们的科学假设。在临床样本分析方面，他们收集了肺癌患者的癌组织和配对癌旁组织，并通过实时定量PCR(RT-qPCR)、蛋白质印迹法(WB)和组织芯片免疫组化等技术，在mRNA和蛋白水平系统评估了THOC3的表达。在功能研究层面，他们在A549和H1299等NSCLC细胞系中，通过慢病毒感染构建了稳定敲低(使用shRNA)或过表达THOC3的细胞模型。利用这些模型，他们通过CCK-8、克隆形成、划痕愈合、Transwell迁移、流式细胞术检测细胞凋亡等实验，全面评估了THOC3对细胞增殖、迁移、EMT和凋亡的影响。在机制探索上，他们通过WB检测了STAT3信号通路关键蛋白（如p-STAT3、STAT3）以及EMT标志物（E-钙粘蛋白、N-钙粘蛋白、波形蛋白）和凋亡相关蛋白（Bcl-2、BAX、Bcl-xl）的表达变化，并使用了已知的STAT3激活剂Garcinone D进行挽救实验。此外，他们还构建了裸鼠皮下移植瘤模型，在活体水平验证了THOC3敲低对肿瘤生长的抑制作用。
THOC3在肺癌中表达上调并与不良预后相关
研究人员首先在多个数据库和临床样本中证实，THOC3在肺腺癌(LUAD)、肺鳞癌(LUSC)组织和多种NSCLC细胞系中的表达水平，均显著高于正常肺组织或正常支气管上皮细胞。更重要的是，THOC3的表达水平与肿瘤的临床分期正相关，分期越高，THOC3表达也越高。生存分析进一步显示，THOC3高表达的肺腺癌患者，其总生存期(OS)更短；而在所有NSCLC患者中，THOC3高表达与更短的无进展生存期(PFS)显著相关。这些结果初步表明，THOC3不仅是一个在肺癌中异常高表达的蛋白，还可能是一个潜在的不良预后标志物。
THOC3沉默在体外抑制肺癌细胞增殖、迁移并促进其凋亡
为了探究THOC3的功能，研究团队在A549和H1299细胞中敲低了THOC3的表达。功能实验结果表明，敲低THOC3能显著抑制这两种细胞的增殖能力（CCK-8和克隆形成实验证实）和迁移能力（划痕愈合和Transwell实验证实）。更深入的分析发现，THOC3敲低后，细胞的上皮特性增强（E-钙粘蛋白表达上升），间质特性减弱（N-钙粘蛋白和波形蛋白表达下降），提示EMT进程被抑制。同时，流式细胞术检测显示细胞凋亡比例增加，WB分析也发现促凋亡蛋白BAX表达上调，而抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xl表达下调。这些发现证明，THOC3具有促进NSCLC细胞增殖、迁移、EMT并抑制其凋亡的多重致癌功能。
THOC3沉默在体内抑制肺癌细胞的致瘤性
体外实验的结论需要在活体动物模型中得到验证。研究人员将敲低THOC3或对照的A549细胞皮下注射到裸鼠体内，构建移植瘤模型。结果令人信服：与对照组相比，THOC3敲低组小鼠的肿瘤生长速度明显更慢，最终形成的肿瘤体积和重量都显著减小。对肿瘤组织的分析显示，THOC3敲低组的肿瘤细胞增殖标志物Ki67表达降低，而凋亡标志物Cleaved Caspase-3表达升高。这从体内水平证实了THOC3是维持NSCLC细胞体内生长所必需的致癌因子。
THOC3通过激活STAT3通路促进肺癌进展
研究最后聚焦于THOC3发挥功能的分子机制。通过WB检测，研究人员发现敲低THOC3会降低磷酸化STAT3(p-STAT3)的水平，但不影响总STAT3蛋白量，提示THOC3可能激活了STAT3信号通路。为了验证这一猜想，他们进行了巧妙的“挽救实验”：在敲低THOC3的细胞中，加入外源的STAT3通路激活剂Garcinone D。结果发现，Garcinone D的处理能够部分“挽救”因THOC3敲低导致的细胞增殖、迁移能力下降和凋亡增加。同时，Garcinone D也能逆转THOC3敲低对EMT标志物和凋亡相关蛋白表达的影响。这些数据形成了一个完整的证据链，表明THOC3正是通过激活STAT3信号通路，进而调控下游的EMT和凋亡相关分子，最终驱动NSCLC的恶性进展。
综上所述，这项研究系统地阐明了THOC3在NSCLC中的致癌角色与机制。研究得出的核心结论是：THOC3在NSCLC组织和细胞中异常高表达，且与患者的不良临床病理特征和预后密切相关。在功能上，THOC3是促进NSCLC细胞增殖、迁移、EMT并抑制其凋亡的关键因子。在分子机制上，THOC3通过激活STAT3信号通路来发挥其促癌作用。这项研究的意义重大。首先，它首次将mRNA核输出复合物成员THOC3与NSCLC的进展明确联系起来，丰富了人们对癌症表观遗传调控和代谢重编程的认识。其次，研究不仅将THOC3定位为一个有潜力的预后生物标志物，更重要的是，将其确立为一个潜在的治疗靶点。针对THOC3或其下游的STAT3通路进行干预，有望成为抑制NSCLC进展和转移的新策略。尽管研究存在一些局限，例如主要使用细胞系模型，未来需要在更多原代细胞和临床环境中验证，但它无疑为理解NSCLC的复杂性打开了一扇新的窗口，为后续开发靶向THOC3-STAT3轴的新型抗癌疗法奠定了坚实的理论基础。
