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艾克发学术|IF=14.1,RNA+蛋白共染平台助力胃癌机制解析

发布时间:2025.09.18

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导  语

复旦大学附属肿瘤医院研究团队通过RT-qPCR、多重免疫组化(mIHC)、RNA原位杂交、动物异种移植和类器官模型等多种方法,发现CCT6A 主要通过外泌体运输从癌症相关成纤维细胞(CAFs)转移到肿瘤细胞,从而增强干性、化疗耐药性和糖酵解,为胃癌的诊断提供了潜在靶点与理论依据。该成果发表于2025年8月的Advanced Science(IF=14.1)
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研究背景

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胃癌是全球第五大常见恶性肿瘤,也是第二大癌症相关死亡原因,每年新增病例超过100万,死亡人数约77万。化疗是局部晚期和转移性胃癌的主要治疗手段,但化疗耐药性的出现严重影响了治疗效果。因此揭示耐药机制、识别预测标志物以及开发克服治疗耐药性的策略成为当务之急。

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研究方法

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研究结果

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1. CAFs中CCT6A的表达与胃癌的化疗耐药、糖代谢及不良预后相关

研究人员通过分析TCGA胃癌数据集和FUSCC队列的RT-qPCR结果、进行免疫印迹分析,发现胃癌组织中CCT6A表达显著高于正常胃组织;通过ELISA实验发现胃癌患者血清中CCT6A水平显著高于健康对照组,且晚期患者血清CCT6A水平更高;通过双重免疫组织化学和多重免疫荧光染色,确定CCT6A在癌上皮和基质中均有定位,且CAFs中CCT6A阳性细胞频率显著高于正常成纤维细胞,与CAF丰度正相关;对比化疗耐药和非耐药患者,发现耐药组中CCT6A阳性CAFs富集程度和血清CCT6A水平更高;结合PET/CT成像,发现CCT6A高表达与肿瘤糖酵解活性增强相关;通过生存分析,发现CCT6A阳性CAFs丰度高的患者预后更差,是独立预后因素。


图1 癌相关成纤维细胞中CCT6A的表达与胃癌患者化疗耐药性、葡萄糖代谢及不良预后呈显著相关性


2. CCT6A通过磷酸化调控促进β-连环蛋白的核转位

研究人员通过共培养体系,将CAFs与胃癌细胞系(HGC-27、MKN-45)共培养,并设置敲低或过表达CCT6A的实验组,观察胃癌细胞干性、化疗耐药及糖代谢相关表型变化,发现CAFs可增强胃癌细胞干性和化疗耐药性,敲低CAFs中的CCT6A可显著削弱这些作用,而过表达则增强该作用。为明确CAFs对胃癌细胞的影响是否通过外泌体,研究人员通过差速超速离心法从CAFs培养上清中分离外泌体,用PKH67标记后与胃癌细胞共孵育,发现外泌体可被胃癌细胞摄取;使用外泌体分泌抑制剂GW4869处理CAFs后,其对胃癌细胞干性和化疗耐药的促进作用减弱,证实CAFs通过外泌体影响胃癌细胞。对共培养体系中的胃癌细胞进行RNA测序及生物信息学分析,发现差异表达基因与糖代谢、Wnt信号通路等相关,结合功能富集分析,揭示CAF外泌体CCT6A调控的关键通路。综合上述方法研究人员得出CAFs通过外泌体将CCT6A转运至胃癌细胞,增强胃癌细胞干细胞特性、化疗耐药性及糖代谢活性,且外泌体CCT6A主要通过调控Wnt信号通路等发挥作用。


图2 CCT6A通过直接相互作用介导β-连环蛋白的磷酸化与核转位

3. CCT6A/β-连环蛋白相互作用增强c-Myc活性抑制DDIT4和TXNIP的转录

研究人员通过对CCT6A敲低的胃癌细胞进行通路分析,发现 Myc靶基因显著富集;利用染色质免疫沉淀(ChIP)和荧光素酶报告基因实验,证实CCT6A过表达可增强β-连环蛋白与c-Myc启动子的结合;通过ChIP-seq、RNA-seq等实验,筛选出c-Myc的保守靶基因DDIT4和TXNIP,并确认c-Myc 可直接结合DDIT4和TXNIP的启动子并抑制其表达,且CCT6A过表达会增强这种抑制作用,而β-连环蛋白抑制剂XAV939可影响该过程,最终发现CCT6A与β-连环蛋白相互作用通过增强c-Myc活性,转录抑制DDIT4和TXNIP以驱动胃癌进展。


图3 CCT6A/β-连环蛋白/c-Myc信号轴抑制DDIT4与TXNIP的转录表达

4.CCT6A是CCT6P1/miR-922相互作用的ceRNA靶标
研究人员通过序列分析识别出CCT6A的假基因CCT6P1,利用RT-qPCR和Western blot检测发现CCT6P1与CCT6A在胃癌组织中均高表达且存在相关性;通过亚细胞分离和多重免疫荧光分析,确定CCT6P1主要定位于细胞质并与CCT6A共定位;对CCT6P1敲低的胃癌细胞进行RNA测序及生物信息学分析,结合双荧光素酶报告基因实验和RNA免疫沉淀,筛选并验证出miR-922可同时靶向CCT6P1和CCT6A;通过功能实验发现CCT6P1过表达可上调CCT6A表达,而miR-922可逆转该效应,最终得出CCT6P1作为竞争内源性RNA(ceRNA),通过竞争性吸附miR-922,解除其对CCT6A的转录后抑制,稳定CCT6A表达,从而促进胃癌的进展。

图4 CCT6A作为受CCT6P1/miR-922调控的ceRNA,受c-Myc的转录控制


5.CCT6A和CCT6P1是c-Myc的直接转录靶标

研究人员通过对CCT6A和CCT6P1的启动子区域(约2 kb上游)进行分析,利用UCSC和JASPAR工具识别出两者启动子中均存在保守的c-Myc结合基序(CCACCTG/C);通过功能实验,在胃癌细胞中过表达或敲低c-Myc,借助RT-qPCR检测发现c-Myc过表达可显著上调CCT6A和CCT6P1的表达,而c-Myc敲低则会降低其表达;通过构建野生型和突变型启动子的荧光素酶报告基因载体,转染细胞后检测发现c-Myc可增强野生型载体的荧光素酶活性,但对突变型载体无影响;通过染色质免疫沉淀(ChIP)-qPCR实验,证实c-Myc可直接结合CCT6A和CCT6P1启动子的预测结合位点,最终得出c-Myc可直接转录激活CCT6A和CCT6P1,形成维持致癌信号的转录调控环路。

图5 CCT6A增强CAF的增殖、糖酵解及通过细胞外囊泡向胃癌细胞的转运

6.CCT6A增强CAF的增殖、糖酵解及通过细胞外囊泡向胃癌细胞的转运
研究人员从新鲜胃癌及邻近非肿瘤组织中分离原代癌相关成纤维细胞(CAFs)和正常成纤维细胞(NFs),通过免疫荧光和免疫印迹分析发现CAFs中CCT6A及CAF标志物(FAP、FSP1、α-SMA)表达显著高于NFs;通过在NFs中过表达CCT6A及在CAFs中敲低CCT6A,结合细胞增殖实验和糖代谢相关检测(葡萄糖摄取、乳酸生成、ATP生成),发现CCT6A可促进CAF标志物表达、CAF增殖及糖酵解;利用透射电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析和Western blot鉴定外泌体,通过ELISA检测外泌体中CCT6A水平,结合外泌体标记(PHK67)追踪及外泌体抑制剂(GW4869)处理实验,证实CAFs通过外泌体将CCT6A转运至胃癌细胞,所以CCT6A可增强CAF的增殖、糖酵解功能,且主要通过外泌体从CAFs转运至胃癌细胞。

图6 CAF来源的外泌体CCT6A促进胃癌干性特征、化疗耐药及糖酵解代谢

7.CAF来源的外泌体CCT6A通过激活β-连环蛋白/DDIT4-TXNIP轴增强胃癌细胞的干性、化疗耐药性和糖酵解

研究人员用来自CCT6A过表达或敲低的CAFs的外泌体处理胃癌细胞(HGC-27、MKN-45),通过球体形成实验检测细胞干性,发现CCT6A过表达的CAF外泌体可增强胃癌细胞的自我更新能力,而敲低CCT6A的CAF外泌体则抑制该能力;采用流式细胞术检测顺铂处理后的细胞凋亡情况,显示CCT6A过表达的CAF外泌体可降低胃癌细胞凋亡率,敲低CCT6A的CAF外泌体则增加凋亡率;通过代谢谱分析(检测糖酵解关键酶表达、葡萄糖摄取、乳酸和ATP生成,以及糖酵解质子外排率、氧消耗率),发现CCT6A过表达的CAF外泌体可促进胃癌细胞的糖酵解和氧化磷酸化;使用Wnt/β-连环蛋白信号抑制剂XAV939处理细胞,结合上述功能实验,证实该信号通路参与调控;通过在胃癌细胞中过表达DDIT4和TXNIP,观察其对CCT6A过表达CAF外泌体诱导的肿瘤表型的影响,发现可部分逆转相关效应,所以CAF来源的外泌体CCT6A通过激活β-连环蛋白/DDIT4-TXNIP轴,增强胃癌细胞的干性、化疗耐药性和糖酵解。


图7 β-连环蛋白抑制或DDIT4/TXNIP过表达可逆转CAF来源的外泌体CCT6A对胃癌干细胞特性、化疗耐药性和糖酵解的促进作用


图8 β-连环蛋白/c-Myc 轴的抑制与 CCT6A 基因敲除协同作用,可抑制异种移植和类器官模型中的肿瘤生长
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研究结论

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CAFs分泌的外泌体CCT6A是GC细胞干性、化疗耐药性和糖酵解的关键驱动因子。其机制为CCT6A与β-连环蛋白相互作用,通过调控其磷酸化促进核转位,进而激活c-Myc,转录抑制糖酵解抑制剂DDIT4和TXNIP,推动胃癌进展;同时CCT6A的假基因CCT6P1作为ceRNA,通过吸附miR-922稳定CCT6A表达,且c-Myc可转录激活CCT6A和CCT6P1,形成自增强的致癌环路;体内实验和类器官模型验证了靶向CCT6A及β-连环蛋白/c-Myc轴可抑制肿瘤生长,过表达DDIT4或TXNIP能部分逆转CCT6A的促肿瘤作用。综上CAF衍生的外泌体CCT6A在胃癌的恶性进展中起关键作用,有望作为诊断生物标志物和治疗靶点,具有重要临床转化价值。

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 艾克发生物提供

多重免疫组化实验支持 

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本研究涉及的多重免疫组化(mIHC)、RNA-ISH实验由艾克发生物提供技术支持,mIHC及RNA+蛋白共染实验Panel如下:

Panel1(CKCCTA6FAPDAPI)表明CCT6A在胃癌组织的癌上皮和基质中均有定位,但CAFs中CCT6A阳性细胞比例显著高于NFs,上皮细胞中无显著差异。
Panel2(β-cateninDAPI)证明在CCT6A过表达后,与CAFs共培养的HGC-27和MKN-45细胞中的 β-连环蛋白核定位。
Panel3(CCTA6CCT6P1DAPI)表明CCT6P1的RNA和CCT6A蛋白空间共定位。
Panel4(Ki67FAPCCTA6CKDDIT4TXNIPDAPI)表明CAF来源外泌体CCT6A通过β-连环蛋白/c-Myc轴调控肿瘤进展的作用机制,表现为Ki-67表达下降,DDIT4和TXNIP表达升高。
Panel1:CK、CCTA6、FAP、DAPI

Panel2:β-catenin、DAPI

Panel3:CCT6A、CCT6P1、DAPI

Panel4:Ki67、FAP、CCT6A、CK、DDIT4、TXNIP、DAPI

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艾克发生物

RNA+蛋白共染平台

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AlphaXISH RNA原位杂交试剂盒

RNA+蛋白共染技术服务平台

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参考文献:

[1]Sun H, Zhang T, Zhang X, Liu Y, Wang X, Wang X, Tan C, Ni S, Weng W, Zhang M, Wang L, Huang D, Wang X, Wang W, Sheng W, Xu MD. Exosomal CCT6A Secreted by Cancer-Associated Fibroblasts Interacts with β-Catenin to Enhance Chemoresistance and Tumorigenesis in Gastric Cancer. Adv Sci (Weinh). 2025 Aug 13:e06674.  

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