Theranostics:空军军医大学第一附属医院团队揭示NEK9在细胞骨架及胃癌转移中作用和机制

吉凯基因

2021.10.09

肿瘤微环境中炎症刺激在肿瘤进展中发挥着重要作用，细胞骨架的改变是肿瘤转移关键机制。但炎症刺激通过细胞骨架促进肿瘤转移的机制仍有待阐明。NEK9是NEK家族的成员，激酶活性是其核心功能。已有研究证实NEK9参与了细胞有丝分裂进程，说明其在细胞骨架重组进程中的潜在作用。同时也有研究表明NEK9促进肿瘤细胞转移，但NEK9促进细胞骨架重组及胃癌转移的机制尚不明确。

近日，空军军医大学第一附属医院尚玉龙博士团队在生物医学1区杂志《Theranostics》(2020 IF: 11.556)上发表论文“NEK9, a novel effector of IL-6/STAT3, regulates metastasis of gastric cancer by targeting ARHGEF2 phosphorylation”，报道了IL-6/STAT3与miR-520f-3p结合，转录抑制其水平，从而促进NEK9的表达，同时NEK9可促进ARHGEF2磷酸化进而促进胃癌转移。

研究方法

首先，研究人员利用TCGA等网上数据库对胃癌病人的表达和生存预后情况进行分析，发现NEK9蛋白胃癌组织中高表达。利用组织芯片技术结合临床病人资料，作者发现肝癌癌灶组织中的NEK9强阳性表达提示预后不良，这一结果与TCGA公共数据库中的结论一致（图1）。

图1.NEK9与GC患者预后不良相关

紧接着，作者通过转染构建了NEK9过表达和敲除的AGS和BGC823细胞系，并利用吉凯基因的荧光慢病毒系统（luciferase -NEK9）监测小动物活体转移的表达情况。

图2.NEK9促进胃癌转移表型

作者通过吉凯基因磷酸化组学分析及WB检测明确了NEK9蛋白激酶的底物ARHGEF2。为了阐明NEK9促进胃癌转移机制，该组成员运用磷酸化组学分析，体外激酶实验，ChIP，IP与HIS-pulldown等技术发现NEK9通过磷酸化ARHGEF2促进胃癌转移，并且通过WB及Transwell转移功能实验明确了NEK9激活ARHGEF2的磷酸化位点S691,S952,S956。

图3.NEK9激活底物ARHGEF2

此外，课题组通过启动子功能检测及ChIP实验证实STAT3与miR-520f-3p启动子区结合，通过转录抑制其水平，进而促进其靶基因NEK9的表达。同时，研究人员通过Luciferase及功能挽救实验证实miR-520f-3p靶向IL-6受体GP130，抑制其表达水平。

图4.IL-6/STAT3与miR-520f结合促进NEK9表达

最后，研究人员检测p-STAT3, NEK9, GP130在胃癌转移淋巴结及转移组织中的表达，发现p–STAT3与NEK9，GP130的表达呈正相关。且p-STAT3, NEK9, GP130在转移淋巴结及转移组织中的表达均高于原发灶。

图5.NEK9/ARHGEF2/GP130促进胃癌转移

研究总结

该研究阐述了NEK9在细胞骨架及胃癌转移中的作用及机制研究，该研究对炎症刺激下细胞骨架重组及胃癌转移分子机制的探讨，极大丰富了NEK9对磷酸化修饰及肿瘤转移的作用及认识。表明IL-6/STAT3/miR-520f-3p/NEK9/GP130通路参与肿瘤微环境的调控和肿瘤的转移进程。

吉凯助力

STAT3和GP130干扰慢病毒、luciferase -NEK9均由吉凯基因提供。

作者简介

空军军医大学第一附属医院消化病医院尚玉龙副教授与韩英教授及放射治疗科封斌副教授为文章的共同通讯作者，课题组成员芦国芳、田思远与孙艺为文章的并列第一作者。

【参考文献】

Guofang Lu, Siyuan Tian, Yi Sun, Jiaqiang Dong, Na Wang , Jiaoxia Zeng , Yongzhan Nie, Kaichun Wu, Ying Han, Bin Feng, Yulong Shang. NEK9, a novel effector of IL-6/STAT3, regulates metastasis of gastric cancer by targeting ARHGEF2 phosphorylation. Theranostics. 2021. 11(5): 2460-2474.

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