STEAP3在宫颈癌中的作用及其机制研究

背景介绍

宫颈癌（Cervical Cancer, CC）是全球女性中第四大常见的癌症，每年约有60万新发病例和30万死亡病例。尽管早期宫颈癌患者通过手术、放疗和化疗等治疗手段，五年生存率可超过85%，但晚期、复发或转移性宫颈癌患者的预后仍然较差，五年生存率仅为16.5%。因此，寻找更有效的治疗靶点对于改善宫颈癌患者的预后至关重要。

近年来，免疫治疗在宫颈癌治疗中取得了显著进展，尤其是抗PD-1（程序性死亡受体1）疗法的应用。然而，PD-L1（程序性死亡配体1）阳性率仅为58.1%，表明仍有相当一部分患者无法从中受益。因此，研究人员开始关注其他潜在的分子靶点，尤其是与肿瘤增殖和转移相关的基因。

STEAP3（Six-Transmembrane Epithelial Antigen of Prostate 3）是STEAP家族蛋白的重要成员，已知在多种癌症中促进肿瘤增殖和转移。然而，STEAP3在宫颈癌中的具体作用尚不明确。本研究旨在探讨STEAP3在宫颈癌中的功能及其潜在机制，以期为宫颈癌的治疗提供新的靶点。

论文来源

本论文由Zouyu Zhao、Panpan Yu、Yan Wang等作者共同完成，作者来自石河子大学第一附属医院妇产科和石河子大学医学院生理学系。论文于2024年发表在Cancer & Metabolism期刊上，题为《Silencing of STEAP3 suppresses cervical cancer cell proliferation and migration via JAK/STAT3 signaling pathway》。

研究流程与结果

1. STEAP3在宫颈癌中的表达及其与预后的关系

实验流程

研究人员首先通过免疫组织化学（IHC）检测了111例宫颈癌组织和29例正常宫颈组织中STEAP3蛋白的表达水平。同时，利用TCGA、GSE7803和GENT2数据库分析了STEAP3在宫颈癌中的mRNA表达水平。此外，通过Kaplan-Meier生存分析评估了STEAP3表达与患者预后的关系。

结果

研究发现，STEAP3在宫颈癌组织中的表达显著高于正常组织，且高表达STEAP3与较差的预后相关。具体数据显示，58.6%的宫颈癌样本呈现STEAP3高表达，而正常组织中仅有10.3%。生存分析表明，STEAP3高表达的患者总体生存率（OS）和无进展生存期（PFS）显著降低。

2. STEAP3的DNA甲基化分析

实验流程

为了探讨STEAP3表达上调的机制，研究人员通过Ualcan数据库分析了STEAP3启动子区域的DNA甲基化水平，并通过MethSurv工具评估了STEAP3基因CpG位点的甲基化状态与患者预后的关系。此外，使用还原性亚硫酸盐测序（RRBS）技术检测了宫颈癌组织和癌旁组织的DNA甲基化水平。

结果

结果显示，宫颈癌组织中STEAP3的DNA甲基化水平显著低于正常组织，且多个CpG位点的甲基化水平与患者预后相关。具体而言，12个CpG位点的甲基化水平在宫颈癌中显著降低，其中6个位点与较差的预后相关，4个位点与较好的预后相关。

3. STEAP3对宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭的影响

实验流程

研究人员通过慢病毒感染在宫颈癌细胞系（Hela和Siha）中敲低STEAP3表达，并通过CCK-8实验、EdU实验、Transwell实验和伤口愈合实验评估了STEAP3敲低对细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。此外，通过Western blot检测了上皮-间质转化（EMT）相关蛋白的表达水平。

结果

STEAP3敲低显著抑制了宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。Western blot结果显示，STEAP3敲低降低了N-cadherin和Vimentin的表达，同时增加了E-cadherin的表达，表明STEAP3通过调控EMT过程促进宫颈癌的转移。

4. STEAP3通过JAK/STAT3信号通路调控宫颈癌进展

实验流程

为了进一步探讨STEAP3的作用机制，研究人员通过RNA测序分析了STEAP3敲低后宫颈癌细胞的基因表达变化，并通过KEGG通路富集分析发现JAK/STAT3信号通路显著富集。随后，通过Western blot检测了JAK2和STAT3的磷酸化水平，并使用STAT3激活剂Colivelin和JAK2/STAT3抑制剂WP1066进行功能验证。

结果

RNA测序结果显示，STEAP3敲低导致151个基因上调和91个基因下调，KEGG分析表明JAK/STAT3信号通路显著富集。Western blot结果显示，STEAP3敲低显著降低了JAK2和STAT3的磷酸化水平。Colivelin处理逆转了STEAP3敲低对细胞增殖、迁移和EMT相关蛋白表达的抑制作用，而WP1066则进一步抑制了这些过程。

5. STEAP3与宫颈癌细胞对奥沙利铂的耐药性

实验流程

研究人员通过CCK-8实验评估了STEAP3敲低对宫颈癌细胞对奥沙利铂（Oxaliplatin）敏感性的影响。

结果

STEAP3敲低显著增加了宫颈癌细胞对奥沙利铂的敏感性，表明STEAP3可能通过调控化疗耐药性影响宫颈癌的治疗效果。

结论与意义

本研究发现，STEAP3在宫颈癌中高表达，且与较差的预后相关。STEAP3通过调控JAK/STAT3信号通路促进宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并可能通过调控EMT过程促进肿瘤转移。此外，STEAP3还影响宫颈癌细胞对奥沙利铂的耐药性。这些发现表明，STEAP3可能成为宫颈癌治疗的潜在靶点，尤其是对于晚期或复发性宫颈癌患者。

研究亮点

1. STEAP3的高表达与宫颈癌预后不良相关：本研究首次系统性地探讨了STEAP3在宫颈癌中的表达及其与预后的关系，为宫颈癌的预后评估提供了新的生物标志物。
2. STEAP3通过JAK/STAT3信号通路调控宫颈癌进展：研究揭示了STEAP3通过激活JAK/STAT3信号通路促进宫颈癌细胞的增殖和转移，为宫颈癌的治疗提供了新的分子机制。
3. STEAP3影响宫颈癌细胞对化疗药物的敏感性：研究发现STEAP3敲低增加了宫颈癌细胞对奥沙利铂的敏感性，提示STEAP3可能成为克服化疗耐药性的潜在靶点。