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作者：Sophia
导读：在弥漫性胃癌 （DGC） 中已特异性发现导致 CLDN18-ARHGAP26 融合蛋白的复发性易位。然而，目前尚不清楚 CLDN18-ARHGAP26 融合对胃上皮的功能影响和潜在疗法。
近日，南方医科大学南方医院张海生团队与哈佛大学丹娜-法伯癌症研究所、哥伦比亚大学等知名机构研究者合作在《Gut》期刊发表的最新研究成果“Recurrent RhoGAP gene fusion CLDN18-ARHGAP26 promotes RHOA activation and focal adhesion kinase and YAP-TEAD signalling in diffuse gastric cancer”，研究开发了一个模型，使我们能够研究这种融合蛋白在DGC发病机制中的功能，并确定具有这些改变的DGC肿瘤的潜在治疗靶点。
https://gut.bmj.com/content/early/2024/04/14/gutjnl-2023-329686
研究背景
01
胃癌是全球第四大癌症死亡原因，每年造成70多万人死亡。GC的生存率很低，对于大多数患者，我们缺乏有效的分子靶向治疗。在组织学上，GC 根据 Lauren 分类通常分为两种类型，肠道和弥漫性。弥漫性 GC （DGC） 缺乏细胞凝聚力，具有高度侵袭性和低分化癌细胞的典型特征，包括富含粘蛋白的“印戒”细胞（也称为印戒细胞癌）。在分子上，癌症基因组分析的一项大型分析将大多数DGC归入基因组稳定肿瘤的类别，因为它们缺乏超突变和明显的染色体不稳定性。在DGC中，最显著的基因组畸变是肿瘤抑制因子CDH1（编码细胞粘附蛋白E-钙粘蛋白）的缺失。
胃癌的基因组研究已经确定了影响 RHO 信号传导的高度复发的基因组改变，尤其是在弥漫性胃癌 （DGC） 组织学亚型中。这些改变包括染色体间翻译，导致粘附蛋白 CLDN18 和 RHO 调节因子ARHGAP26融合。目前尚不清楚这些融合结构如何影响RHO通路的活性，以及它们对胃癌发展的更广泛影响。
研究设计与进展
02
我们建立了一个转基因小鼠模型，将LSL-CLDN18-ARHGAP26融合工程化到Col1A1位点，其表达可以由Cre重组酶诱导。利用该模型生成的类器官，我们评估了其致癌活性和融合蛋白对RHOA通路的生化效应及其下游细胞在DGC发病机制中的生物学效应。
由于ARHGAP26是一种 Rho GTP 酶激活蛋白，它促进从活性 RHO-GTP 形式向非活性 RHO-GDP 形式的转变，从而减弱 RHO 信号传导。由于融合将大部分细胞粘附蛋白 CLDN18 与ARHGAP26外显子 12 及以上编码的序列连接起来，因此融合可以调节ARHGAP26催化活性，我们评估了 CLDN18-ARHGAP26 融合表达如何影响小鼠胃类器官中的 RHOA 信号传导。我们首先评估了 RHOA 与 RHOA 效应子 Rhotekin （Rhotekin-RBD） 的分离 RHOA-GTP 结合域 （RBD） 的相互作用，以监测活性 RHOA-GTP 的形成。尽管ARHGAP26作为促进RHOA-GDP形成的GAP作用，但我们矛盾地发现CLDN18-ARHGAP26增强而不是抑制RHOA-GTP的水平（图2A）。由于活性 RHOA 会增强下游效应通路的活性，我们通过免疫印迹分析证实了 ROCK 效应子的激活，并发现与 Mist1Cre 类器官相比，CLDN18-ARHGAP26 类器官中 Cofilin （pCofilin） 的磷酸化增强（图 2B）。免疫荧光显微镜研究显示，与 Mist1Cre 类器官相比，CLDN18-ARHGAP26类器官中的 F-肌动蛋白水平升高（图 2C）。这些结果在化合物 CLDN18-ARHGAP26 和 Trp53 模型的平行研究中得到了证实，在 RHOA 通路激活方面具有相似的结果。
为了进一步证实我们的结果，我们从p53敲低小鼠的胃上皮细胞中建立了一个同基因类器官模型，然后引入了异位CLDN18-ARHGAP26。我们发现CLDN18-ARHGAP26的这种异位诱导也诱导了显著的Rhotekin-RHOA结合和p-cofilin激活（图2D和E）。我们发现融合基因的表达（也在 p53 缺失的背景下）增强了细胞中的活性 RHOA-GTP 水平，如在效应子 Rhotekin 下拉中测量的那样，并诱导了 RHOA 信号传导，这是通过增强的 F-肌动蛋白细胞骨架和增加的 p-丝切蛋白水平确定的（图 2F 和 G）。此外，为了解决 CLDN18-ARHGAP26 的功能是否需要 ARHGAP26 的催化结构域，我们生成了融合载体的新版本，其中我们引入了一个错义突变 R293A，对应于 ARHGAP26 的 R412A，这使得融合蛋白的 Rho GAP 催化失活。我们将这个版本的融合引入到我们的类器官中，并查询了活性RhoA（Rhotekin）和下游的p-Coffilin。我们发现R293A对融合的活性-RHOA和下游p-Coffilin的升高影响不大。这些数据表明GAP功能是可有可无的，并表明融合可能已经失去了ARHGAP26的催化功能，可能损害了对RHOA抑制的抑制活性。这些数据支持融合基因可能失去 RHO GTP 酶功能，并且是 ARHGAP26 的功能丧失，导致 RHOA 信号传导的激活。总体而言，我们的研究表明，CLDN18-ARHGAP26 引起具有 RHOA 激活和 RHOA 下游通路诱导的功能获得表型。
研究结果
03
本研究，我们证明，胃类器官中 CLDN18-ARHGAP26 表达的诱导诱导印戒细胞的形成，这是 DGC 的特征，并且当与肿瘤抑制基因 Trp53 的缺失结合时，能够协同转化胃细胞。CLDN18-ARHGAP26 促进 RHOA 和下游效应信号传导的激活。在分子上，融合促进黏着斑激酶 （FAK） 的激活和 YAP 通路的诱导。FAK和YAP/TEAD抑制的组合可以显著阻止肿瘤生长。
总之，DGC 是一种高度致死的 GC 变体，容易发生早期侵袭、快速转移、生存率低且对当前治疗相对不敏感。确定这种疾病的基本机制和新的有效疗法显然具有紧迫性。这项研究揭示了DGC的基本疾病机制，并将它们与可以优先用于临床试验的新候选疗法联系起来。
参考资料：
https://gut.bmj.com/content/early/2024/04/14/gutjnl-2023-329686
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
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