lgals9b通过稳定eef1d蛋白并激活PI3K/AKT信号通路促进胃癌的发生和转移

学术背景

胃癌是全球第五大常见癌症，每年有超过一百万新病例被诊断出来。由于其晚期检测的特点，胃癌的死亡率较高，在癌症相关死亡中排名第四。尽管在手术切除、辅助化疗和免疫检查点阻断等治疗方面取得了一些进展，但胃癌的治疗效果仍然有限，且复发率较高。这些挑战主要源于胃癌的发病机制和药物作用机制尚不明确。因此，全面分析胃癌的分子发病机制对于识别关键靶点、探索新的治疗策略至关重要。

近年来，半乳糖凝集素（galectins）在胃癌研究中引起了广泛关注，被认为是潜在的生物标志物和治疗靶点。其中，galectin-9（lgals9）因其在肿瘤微环境中的免疫调节作用以及与胃癌预后不良的潜在关联而备受关注。然而，galectin-9b（lgals9b）在胃癌研究中的功能尚不明确。本研究旨在探讨lgals9b在胃癌进展中的作用，揭示其通过稳定eef1d蛋白并激活PI3K/AKT信号通路促进胃癌的发生和转移的机制。

论文来源

本论文由Huolun Feng、Wei Yao、Yucheng Zhang、Yongfeng Liu、Bin Liu、Ji Zhou、Jiehui Li、Zhuosheng Jiang、Fa Ling、Jianlong Zhou、Deqing Wu、Yong Li、Juan Yang和Jiabin Zheng共同撰写。作者来自华南理工大学医学院、广东省人民医院（广东省医学科学院）、赣州市人民医院、赣南医科大学等机构。论文于2024年发表在《Oncogene》期刊上，DOI为https://doi.org/10.1038/s41388-024-03247-2。

研究流程与结果

1. lgals9b促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力

为了研究lgals9b在胃癌中的功能，研究团队构建了lgals9b过表达的AGS细胞系（AGS-OE），并通过Western blot验证了过表达效果。随后，使用CCK-8和集落形成实验检测了AGS-OE和对照细胞（Ctrl）的增殖能力，结果显示lgals9b显著促进了细胞增殖。通过Transwell迁移、划痕愈合和Transwell侵袭实验，研究团队发现lgals9b过表达显著增强了AGS细胞的迁移和侵袭能力。RNA测序（RNA-seq）结果显示，AGS-OE细胞中与癌症进展相关的信号通路（如上皮间质转化、血管生成、KRAS信号通路等）显著上调。类似的结果在N87胃癌细胞中也得到了验证。

2. 敲低lgals9b抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力

为了进一步验证lgals9b的功能，研究团队构建了lgals9b敲低的AGS细胞系，并通过qRT-PCR和Western blot验证了敲低效果。CCK-8和集落形成实验结果显示，敲低lgals9b显著抑制了AGS细胞的增殖能力。Transwell迁移、划痕愈合和侵袭实验表明，敲低lgals9b显著抑制了AGS细胞的转移能力。RNA-seq结果显示，敲低lgals9b后，与癌症进展相关的信号通路（如E2F靶点、G2M检查点、mTORC1信号通路等）显著下调。类似的结果在N87胃癌细胞中也得到了验证。

3. lgals9b增强AGS细胞异种移植瘤的生长

为了进一步研究lgals9b对胃癌生长的影响，研究团队使用AGS细胞建立了异种移植瘤模型。结果显示，AGS-OE组的肿瘤生长速度显著快于对照组，肿瘤体积和质量也显著大于对照组，而两组小鼠的体重没有显著差异。类似的结果在AGS-sh3和AGS-shRNA细胞中也得到了验证。

4. lgals9b通过与eef1d结合激活PI3K/AKT信号通路

为了进一步阐明lgals9b在胃癌中的潜在机制，研究团队进行了RNA-seq信号通路富集分析和免疫共沉淀-质谱（IP-MS）分析。RNA-seq结果显示，与对照组相比，lgals9b过表达组和敲低组中多个信号通路显著富集，尤其是PI3K/AKT信号通路。Western blot结果显示，PI3K和AKT的磷酸化水平与lgals9b蛋白水平呈正相关。通过IP-MS筛选，研究团队发现lgals9b与eef1d存在相互作用。进一步的实验表明，lgals9b通过与eef1d结合，阻止其被E3泛素连接酶HERC5介导的泛素化降解，从而稳定eef1d蛋白并激活PI3K/AKT信号通路。

5. eef1d促进胃癌的发生和转移

研究团队构建了eef1d过表达的AGS细胞系，并通过CCK-8和集落形成实验检测了eef1d过表达对细胞增殖的影响。结果显示，eef1d显著促进了AGS细胞的增殖。Transwell迁移、划痕愈合和侵袭实验表明，eef1d过表达显著增强了AGS细胞的转移能力。类似的结果在eef1d敲低细胞中也得到了验证。

6. lgals9b通过拮抗HERC5介导的eef1d泛素化降解

研究团队进一步探讨了lgals9b对eef1d蛋白的调控作用。结果显示，lgals9b过表达显著增加了eef1d蛋白水平，而敲低lgals9b则显著降低了eef1d蛋白水平。通过IP-MS分析，研究团队发现HERC5是eef1d泛素化降解的关键E3泛素连接酶。进一步的实验表明，lgals9b通过与HERC5竞争性结合eef1d，减少了eef1d的泛素化降解，从而稳定eef1d蛋白并激活PI3K/AKT信号通路。

结论与意义

本研究首次揭示了lgals9b通过竞争性结合HERC5调控eef1d蛋白水平，进而激活PI3K/AKT信号通路，最终促进胃癌的增殖、迁移和侵袭。这一发现为胃癌的发病机制提供了新的见解，并为开发针对lgals9b/eef1d/PI3K/AKT信号通路的新型治疗策略提供了理论依据。

研究亮点

1. 重要发现：lgals9b通过稳定eef1d蛋白并激活PI3K/AKT信号通路促进胃癌的发生和转移。
2. 方法创新：研究团队采用了RNA-seq、IP-MS等多种高通量技术，结合体外和体内实验，全面揭示了lgals9b的功能及其作用机制。
3. 应用价值：该研究为胃癌的分子靶向治疗提供了新的潜在靶点，具有重要的临床应用前景。

其他有价值的信息

本研究的实验设计严谨，数据充分，结果可靠。研究团队通过多种实验手段验证了lgals9b在胃癌中的功能及其作用机制，为后续的临床转化研究奠定了坚实的基础。