MAPK：Ras/Erk腫瘤幹細胞 乾性維持的作用機制

看點：腫瘤幹細胞中重要信號通路的發掘。

關鍵詞：

CSCs：cancer stem-like cells腫瘤幹細胞，幹細胞樣的腫瘤細胞。具有幹細胞特徵的腫瘤細胞。

ESCC：esophageal squamous cell carcinoma食管鱗狀細胞癌。

ERK：extracellular regulated protein kinases，指細胞外調節蛋白激酶，包括ERK1和ERK2，MAPK信號通路從表面受體傳導至細胞核的關鍵之一。

RAS：Ras/Raf通路是最明確的信號轉導通路.當GTP取代GDP與Ras結合，Ras被激活後，再激活絲蘇氨酸激酶級聯放大效應，招集細胞漿內Raf1絲蘇氨酸激酶至細胞膜上，Raf激酶磷酸化MAPK激(MAPKK),MAPKK激活MAPK.MAPK被激活後，轉至細胞核內，直接激活轉錄因子。

Tramitinib：曲美替尼：FDA於2013年5月批准曲美替尼(trametinib)治療伴有BRAF V600E或V600K突變的不可切除或轉移性黑色素瘤。信號通路研究中作為MEK的抑製劑。

結論：Ras/Erk通路在FGFR介導的腫瘤乾性的維持中發揮著關鍵作用。

結果展示為:

A-B：使用AZD4547（FGFR選擇性抑製劑）為處理條件（DMSO為對照）、針對具有Ras突變的ESCC細胞設置實驗組/對照組，進行機制實驗，證明了FGFR是Ras/Erk的上游細胞膜受體信號物。

A：通過細胞流式實驗，發現AZD對Ras突變後ESCC細胞的CD24、CD44在細胞表面表達無顯著影響。

B：通過qRT-PCR實驗，發現AZD對Ras突變後ESCC細胞的CD24、CD44、CDH1、Vimentin轉錄無明顯影響。

C-D：通過WB實驗，證明FGFR是分別對PI3K/AKT、RAS/ERK兩條已知下游通路起調節作用，且兩條通路不存在明顯的相互作用影響。

C：通過WB實驗，發現了在Ras突變後ESCC細胞中，AZD可抑制AKT的磷酸化，但是對ERK的磷酸化無明顯影響。

D：繼續通過WB實驗，發現了Trametinib（MEK選擇性抑製劑）抑制了ERK的磷酸化、對AKT的磷酸化無明顯影響，而GDC0941（PI3K選擇性抑製劑）抑制了AKT的磷酸化、對ERK的磷酸化無明顯影響。

E：通過細胞流式實驗，發現Trametinib組（MEK選擇性抑製劑）可明顯抑制CD44、提高CD24的表達。水平而GDC0941組則對CD24、CD44的表達無顯著影響。(E

圖中Q2象限)

E-G：雖然FGFR可分別對PI3K/AKT、RAS/ERK兩條已知下游通路起調節作用，但是通過進一步信號通路節點蛋白檢測實驗，證明：RAS/ERK通路是FGFR介導的CSC維持中的關鍵通路，而非PI3K/AK節點通路。

F：通過WB實驗及對其數據化的結果顯示，Trametinib可明顯抑制CD44及Vimentin、提高CD24及CDH1的表達水平，而GDC0941則對相關蛋白的表達無明顯影響，結果與E呼應，Ras突變細胞系中，MEK被抑制後表明Marker由CD44變成CD24。上皮標誌因子ECad蛋白（CDH1）增加，間質標誌因子Vimentin減少。證明了：FGFR/Ras/Raf/MEK通路幾乎全部被抑制後，細胞的乾性（間充質幹細胞標誌）幾乎全無。

G）通過細胞活力檢測，發現了在Ras突變的ESCC細胞中，AZD（FGFR選擇性抑製劑）對腫瘤細胞的活力無明顯影響。但是Trametinib與陽性對照5-FU（5-氟尿嘧啶，干擾DNA合成以及RNA翻譯成蛋白）均則可明顯抑制腫瘤細胞的活力，且兩者同時作用可使腫瘤細胞活力進一步顯著被抑制，證明了：FGFR/Ras/Raf/MEK通路幾乎全部被抑制後，細胞的乾性（間充質幹細胞標誌）甚至腫瘤特性遭到抑制。從細胞水平層面說明了：RAS/ERK通路在FGFR介導的CSC維持中發揮著重要作用。

材料來源：Carcinogenesis 2017

Fibroblast growth factor-2–mediated FGFR/Erk signaling supports maintenance of cancer stem-like cells in esophageal squamous cell carcinoma

Fig5 CD44High/CD24Low ESCC CSCs are regulated by FGFR/Ras signaling.

Ras/Raf 通路圖:

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