【导读】由于缺乏有效的治疗手段，肝转移是结直肠癌（CRC）患者死亡的主要原因。
11月5日，北京大学崔一民教授研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了题为“Targeting SLITRK4 Restrains Proliferation and Liver Metastasis in Colorectal Cancer via Regulating PI3K/AKT/NFκB Pathway and Tumor-Associated Macrophage”的研究论文，本研究中，研究人员发现，SLIT和SLITRK4是在结直肠癌肝转移中上调最高的基因，并与结直肠癌患者较差的总生存期相关。多种体外和体内模型表明，SLITRK4促进结直肠癌的发生、侵袭、迁移和血管生成，抑制SLITRK4可抑制结直肠癌的生长和肝转移，并对肿瘤微环境（TME）产生更深刻的影响。机制上，SLITRK4过表达显著激活PI3K/AKT/NFκB通路，调节细胞外基质组织和多种细胞因子的表达。此外，共培养模型和单细胞RNA测序分析的结果表明，SLITRK4促进了肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的浸润和极化。另外，巨噬细胞清除显著抑制SLITRK4诱导的结直肠癌肝转移。最后，通过使用脂质-聚合物杂化纳米颗粒（NPs）进行系统性siRNA递送来药理抑制SLITRK4可有效抑制结直肠癌肝转移。 综上所述，这些结果明确了SLITRK4调控结直肠癌的发生和肝转移，siRNA递送纳米粒子的药物验证了靶向SLITRK4在结直肠癌中的治疗潜力。
背景信息
01
结直肠癌（CRC）是全球第三大常见肿瘤（10%）和第二大癌症相关死亡率（9.4%）。超过半数的结直肠癌患者在肿瘤发展过程中最终发生肝转移，肝转移显著影响患者的5年生存率。局部肿瘤的结直肠癌患者术后5年生存率超过90%，一旦发生肝转移，未行根治性切除的结直肠癌肝转移患者的5年生存率仅为9%。因此，肝转移被认为是结直肠癌不良预后的巨大威胁。迫切需要进一步探索CRC肝转移的机制，并寻找新的靶点，以提高CRC患者的总生存期。
NTRK基因具有促进神经系统发育和致癌的双重功能。20世纪50年代，研究者发现NT3、NT4、BDNF等神经营养因子参与了神经系统的发育，之后NTRK被发现是这些神经营养因子的受体。1982年，NTRK作为一种癌基因在结直肠癌中被首次发现。随后，NTRK融合突变也在甲状腺癌、纤维性星形细胞瘤等多种肿瘤中被发现。当NTRK基因与其他基因融合时，异常的Trk融合蛋白可保持配体独立，持续激活下游MAPK、PI3K和PKC信号通路，促进肿瘤细胞增殖和分化。
本研究通过比较结直肠癌原发灶与肝转移灶的样本，发现SLIT和SLITRK4在肝转移灶中高表达，并与不良临床预后相关。SLITRK编码一个跨膜蛋白家族，包括SLITRK 1-6，这些蛋白与NTRK的胞外区一样含有富含亮氨酸重复序列（LRR）结构域。所有SLITRK 1-6在神经系统中高表达，并介导基本的神经元过程，包括神经突迁移、树突分支、神经元存活和突触形成。与NTRK类似，以往对SLITRK的研究主要集中在其在神经系统疾病中的功能。在本研究中，研究人员发现SLITRK4是胃肠道肿瘤的一个相对特异的危险因素。最近，研究人员发现SLTRK4与CNPY3之间的相互作用可以增强Trkb相关信号通路在胃癌转移中的作用。转移是一个由关键基因介导的复杂的细胞-外源性与周围基质细胞相互作用的多步骤过程，但SLITRK4在肿瘤微环境（TME）中的作用尚不清楚。
SLITRK4表达与结直肠癌肝转移相关
02
研究人员首先分析了4例癌旁，3例原发性CRC和6例肝转移样本的RNA-seq数据的差异mRNA表达，发现与原发性CRC相比，SLITRK4是CRC肝转移中上调最显著的基因。尤其是，在slitrk1 - 6中，只有SLITRK4在肝转移样本中特异性上调。在GSE14297 CRC队列中，SLITRK4在肝转移组织中的表达水平也显著高于其匹配的原发CRC组织。此外，COAD-TCGA队列的Kaplan-Meier分析表明，与SLITRK4低表达的CRC患者相比，SLITRK4高表达的CRC患者的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）显著较差。研究人员进一步研究了SLITRK4在其他癌症类型中的作用，结果表明SLITRK4过表达显著增加胃肠道癌症的死亡风险，包括CRC和胃癌。接下来，研究人员评估了SLITRK4在CRC细胞系和人类组织样本中的表达。免疫组织化学（IHC）检测SLITRK4蛋白在配对的结直肠癌原发灶和肝转移灶中的表达。与正常黏膜细胞相比，SLITRK4在5种结直肠癌细胞株（LOVO、Caco2、SW480、SW620和HCT116）中的mRNA和蛋白表达水平均显著升高。研究人员还发现，SLITRK4在SW620细胞株中的表达高于SW480细胞株，SW480细胞株分别来自同一患者的转移灶和原发灶，代表了不同的转移能力。这一结果也提示了SLITRK4与肿瘤转移的关系。因此，本研究结果表明，与原发CRC组织相比，SLITRK4在结直肠癌肝转移中表达上调。
SLITRK4在结直肠癌肝转移组织中高表达
接下来，研究人员研究了SLITRK4在人结直肠癌细胞系中的作用。敲低SLITRK4可抑制SW620细胞的增殖和克隆形成，而过表达SLITRK4可促进SW620细胞的增殖。研究人员进一步确定了SLITRK4在CRC细胞前转移能力中的功能。迁移实验表明，SLITRK4敲低显著降低结直肠癌细胞的侵袭和迁移能力，而SLITRK4过表达显著增强结直肠癌细胞的迁移和侵袭能力。为了证实SLITRK4在体内的作用，研究人员利用皮下异种移植模型来评估SLITRK4是否促进CRC进展。与体外实验结果一致，SLITRK4敲低的SW620细胞体内肿瘤生长速度较对照组慢，而SLITRK4过表达的SW620细胞体内肿瘤生长速度明显高于对照组。在小鼠肝转移模型中，SLITRK4敲低和过表达实验进一步验证了SLITRK4在体内的促进转移作用。研究人员发现SLITRK4显著调节转录因子zeb介导的EMT过程和介导的标志物（E-cadherin和Vimentin）。综上所述，研究结果表明SLITRK4促进CRC细胞的生长，迁移，侵袭和肝转移。
结论
03
综上，研究人员发现SLITRK4在加剧CRC肿瘤发生和转移方面具有新的促癌作用。抑制SLITRK4可以通过调节细胞-基质黏附、减少肿瘤微环境中的血管生成和TAM浸润来抑制CRC肝转移。此外，本研究指出了siSLITRK4-NPs治疗CRC的潜在可能性。
【参考资料】
【关于投稿】
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