在胃癌(GC)的治疗中,化疗仍然是主要手段之一。然而,许多患者在接受铂类化疗后会逐渐产生耐药性,导致治疗效果大打折扣。耐药性的产生和传递机制一直是肿瘤研究中的重要课题。近日,一项研究揭示了细胞外囊泡及m6A修饰在胃癌耐药性中的核心作用,为抗耐药策略提供了新的思路。
南方医科大学病理学系赵亮教授团队在学术期刊 Journal of Translational Medicine上发表题为“N6-methyladenosine RNA modified BAIAP2L2 facilitates extracellular vesicles-mediated chemoresistance transmission in gastric cancer”的论文(2025,13;23(1):320)。该研究通过免疫组织化学分析发现,脑特异性血管生成抑制剂1相关蛋白2样蛋白2(BAIAP2L2)在化疗耐药的晚期胃癌组织中高表达,并且与化疗耐药性密切相关。在小鼠皮下移植瘤模型中,BAIAP2L2的高表达显著增强了胃癌细胞的耐药性。这表明BAIAP2L2可能在耐药性传递过程中起着关键作用。该文章的通讯作者为南方医科大学病理学系的赵亮,南方医院普外科余江教授为共同通讯作者,第一作者为博士研究生廖雨涵,南方医院普外科陈新华博士和南方医科大学八年制博士生徐灏为共同第一作者。
BAIAP2L2位于22号染色体上,是I-BAR蛋白家族的一部分,参与细胞膜的形成,已知在多种癌症中促进细胞增殖和转移。研究发现BAIAP2L2在胃癌组织中高表达,并促进胃癌细胞的增殖和转移。然而,BAIAP2L2是否参与胃癌化疗耐药性尚未有报道。
细胞外囊泡(EVs)富含各种蛋白质和核酸,能够在不同细胞类型之间传递信息。肿瘤细胞分泌的囊泡已被证明能促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移,抑制免疫反应,并增加肿瘤细胞对化疗的耐药性。本研究筛选了与胃癌铂类化疗耐药性进展相关的细胞外囊泡蛋白成分,探讨其在化疗耐药性中的作用机制。M6A修饰是最重要的信使RNA修饰之一,影响mRNA剪接、稳定性和翻译。研究表明,m6A修饰在胃癌中发挥重要作用,YTHDF1作为m6A阅读器,在胃癌的发生和发展中起着关键作用。
1.基于公共数据库筛选胃癌铂类化疗耐药的潜在靶点。
该研究利用TCGA数据库提取了408例胃癌肿瘤组织及36例正常组织的数据,并基于limma方法进行差异表达分析,筛选出在肿瘤组织中高表达的肿瘤特异性基因(n=1219)。为鉴定与铂类药物耐药性相关的基因,研究者仅选取接受顺铂(cisplatin)化疗的患者数据(n=48),并依据患者是否复发将其分为敏感组和耐药组。进一步的差异表达分析共筛选出217个在顺铂耐药患者中上调的基因。
在上述两轮筛选的基础上,研究者取其交集,共鉴定出25个在胃癌中高表达且与顺铂复发相关的基因。为了探讨顺铂耐药的潜在机制,研究者基于GO数据库进行功能富集分析,结果显示多个通路与耐药相关,其中包括RNA聚合酶II、细胞外囊泡及外泌体等,这些通路在耐药组中被显著调控。此外,研究者采用生存分析及单因素Cox回归分析评估这些基因的预后价值,最终筛选出5个与患者预后显著相关的基因。其中,BAIAP2L2基因在生存曲线分析中表现尤为突出,提示其可能在顺铂耐药的胃癌中发挥关键作用。
2.BAIAP2L2 上调促进胃癌对铂类化疗的耐药性。
CCK-8增殖检测结果表明,BAIAP2L2的高表达可显著增强胃癌细胞对铂类化疗药物的耐受性。
3.化疗耐药胃癌细胞通过细胞外囊泡(EVs)向敏感细胞传递耐药性。
该研究基于GSEA分析发现,细胞外囊泡(EVs)等通路在顺铂耐药过程中被显著富集(图3A)。为验证化疗耐药胃癌细胞来源的EVs(EVs_MKN45/DDP)是否在耐药性传播中发挥关键作用,研究者首先从耐药细胞培养基中分离EVs。透射电镜观察显示,纯化的EVs呈现直径约30-200 nm的小型圆形囊泡。为探究EVs在耐药性传播中的作用,研究者将荧光标记(PKH67)的EVs_MKN45/DDP加入顺铂敏感胃癌细胞MKN45中,结果显示这些EVs可被MKN45细胞内化。
4.BAIAP2L2 通过细胞外囊泡(EVs)促进胃癌耐药性的传递。
该研究探讨BAIAP2L2在EVs介导的胃癌耐药性传播中的作用。透射电镜观察发现,来源于BAIAP2L2敲降或对照MKN45/DDP细胞的EVs均呈现直径30-200 nm的小型囊泡。纳米颗粒追踪分析(NTA)显示,BAIAP2L2敲降后,耐药细胞分泌的EVs比例和浓度在30-200 nm范围内显著降低。免疫荧光实验(IF)进一步表明,当MKN45/DDP细胞过表达BAIAP2L2时,其分泌的EVs数量增加,并可被顺铂敏感细胞MKN45大量内化。
此外,为了进一步解析BAIAP2L2通过EVs传递耐药性的分子机制,研究者分别从BAIAP2L2敲降组和对照组的MKN45/DDP细胞中提取EVs,并进行串联质量标签(TMT)分析。结果显示,与对照组相比,BAIAP2L2敲降组EVs中多数耐药相关蛋白表达下调,验证了BAIAP2L2在耐药传播中的作用。根据logFC值筛选出的前十种下调分子分别为ANXA4、HSPG2、MDK、RPN1、TNC、GOLM1、FAM3C、LAMB1、AOC3 和 ABHD12。
进而,该研究探讨ANXA4和YTHDF1在胃癌化疗耐药性中的作用及其机制。结果显示,ANXA4通过调节自噬过程促进胃癌细胞的化疗耐药性,且其表达在顺铂耐药性细胞中显著高于敏感细胞。YTHDF1通过m6A修饰调控BAIAP2L2和ANXA4的翻译,显著提高胃癌细胞的化疗耐药性。YTHDF1过表达或敲降均能改变BAIAP2L2和ANXA4的蛋白水平,但不影响其mRNA水平。功能实验表明,YTHDF1通过调节ANXA4翻译增强化疗耐药性,而敲降ANXA4可抑制这一效应。
机制图
参考文献:
Liao, Y., Chen, X., Xu, H. et al. N6-methyladenosine RNA modified BAIAP2L2 facilitates extracellular vesicles-mediated chemoresistance transmission in gastric cancer. J Transl Med 23, 320 (2025). https://doi.org/10.1186/s12967-025-06340-6