结直肠癌(CRC)像一位隐秘的杀手,悄然夺走无数生命,而肝转移更是其致命的 “撒手锏”,约 70% 的 CRC 患者会发生肝转移,且一旦发生,治疗手段有限,死亡率极高。更棘手的是,肝脏如何通过细胞间 “对话” 助力癌细胞转移,一直是笼罩在医学界的谜团。肥胖和代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)患者的肝转移风险更高,但非肥胖 MASLD 患者的情况同样严峻,其肝相关死亡率是肥胖患者的两倍。然而,关键分子机制却迟迟未被揭示,这使得开发针对性治疗手段成为迫切需求。
为了揭开这层神秘面纱,北京生物技术研究所、广西医科大学附属肿瘤医院等国内研究机构的科研团队展开了深入探索。他们将目光聚焦于高尔基体蛋白 73(GP73)—— 一种在肝病和多种癌症中高表达的蛋白,并围绕其与外泌体生成及 CRC 肝转移的关系展开研究。历经一系列严谨实验,研究团队发现 GP73 竟是 CRC 肝转移的 “帮凶”,它通过调控外泌体生成,促进癌细胞在肝脏 “安家落户”,而阻断 GP73 则能显著抑制这一过程。该研究成果发表在《Molecular Cancer》,为 CRC 肝转移的防治带来了新曙光。
研究中,团队采用了多种关键技术方法。首先,通过临床样本分析,对比了健康人群、无肝转移 CRC 患者(CRNLM)和肝转移 CRC 患者(CRLM)的血清 GP73 水平,并利用免疫荧光和 RT-qPCR 检测肝组织中 GP73 表达。其次,构建了 GP73 高表达小鼠模型,结合外泌体抑制剂 GW4869 处理,验证外泌体在转移中的作用。还运用定量蛋白质组学筛选外泌体差异蛋白,通过基因敲除(GP73-KO)、质粒转染、免疫印迹、纳米颗粒跟踪分析(NTA)、透射电镜(TEM)等技术,深入探究机制。此外,利用高脂饮食(HFD)和高果糖饮食(HFrD)诱导肥胖小鼠模型,验证 GP73 在代谢异常背景下的作用。
临床数据显示,CRLM 患者血清 GP73 水平显著高于 CRNLM 患者和健康人,肝组织中 GP73 在肝细胞内高表达,且与白蛋白共定位。构建的 AAV-GP73 小鼠模型显示,肝 GP73 高表达显著增加肝转移灶数量和大小,而抑制外泌体生成后,转移明显减少,证实外泌体依赖机制。
机制研究发现,GP73 与早期、回收和晚期内体标记物共定位,尤其在多泡体(MVB)中富集。GP73 通过保守的胆固醇识别基序(CRAC 和 CARC)结合胆固醇,增加 MVB 内胆固醇含量,促进 MVB 数量和外泌体生成。敲除 GP73 或突变其胆固醇结合域后,外泌体释放减少,表明胆固醇结合是关键。
蛋白质组学筛选出 GP73 高表达肝细胞外泌体中富含神经元导航蛋白 2(NAV2)。临床样本显示,血清 GP73 与外泌体 NAV2 水平正相关。体外实验表明,GP73 来源外泌体可被 CRC 细胞摄取,增强其迁移和侵袭能力,而敲低 NAV2 则削弱这一作用。在小鼠模型中,敲低肝 NAV2 显著抑制 GP73 诱导的肝转移,证实 NAV2 是关键效应分子。
在 HFD 和 HFrD 诱导的肥胖小鼠中,肝 GP73 表达显著升高,肝转移发生率增加。而使用 GP73 中和抗体或 siGP73 敲低 GP73 后,肝转移明显减少,且 NAV2 表达和肿瘤细胞增殖标志物 Ki67 降低,表明 GP73 在代谢异常相关肝转移中起核心作用。
本研究首次揭示 GP73 通过调控外泌体生成促进 CRC 肝转移的机制:GP73 结合胆固醇重塑肝细胞外泌体蛋白组,生成富含 NAV2 的外泌体,通过 NAV2 传递促进癌细胞侵袭。同时发现 GP73 在非肥胖和肥胖 MASLD 中均是肝转移的关键驱动因素,阻断 GP73 可有效抑制不同背景下的转移。这一成果不仅阐明了肝 - 肿瘤细胞通讯的新机制,也为 CRC 肝转移提供了潜在治疗靶点,尤其为代谢异常患者的精准治疗开辟了新方向。未来,针对 GP73 及其通路的干预策略有望成为临床对抗 CRC 肝转移的有力武器。