结直肠癌（CRC）是全球发病率和死亡率均位居前列的恶性肿瘤，每年新增病例约190万例，死亡约90万例。尽管放化疗、免疫治疗等新辅助治疗手段不断进步，CRC患者的临床预后仍不理想。深入解析结直肠癌发生发展的分子机制，对于早期诊断和靶向治疗至关重要。

近日，来自首都医科大学附属北京友谊医院和大连医科大学附属第二医院的研究团队在Gastroenterology Report期刊发表了题为“GIPC2 suppresses colorectal cancer progression via UBA1-mediated ubiquitination and degradation”的研究论文。该研究首次揭示了GIPC2在结直肠癌中作为抑癌因子的功能，并阐明了UBA1通过泛素-蛋白酶体途径调控GIPC2稳定性的分子机制。值得一提的是，本研究所使用的UBA1过表达和敲低慢病毒载体均由微谨生物构建提供，为研究的顺利开展提供了关键技术支持。

 

研究背景

GIPC家族（GIPC1、GIPC2、GIPC3）是一类含有PDZ结构域的支架蛋白，参与跨膜运输和细胞运动等过程。其中，GIPC2是家族中研究最少的一员。既往研究表明GIPC2在不同肿瘤中发挥的作用具有肿瘤依赖性：在胃癌和前列腺癌中表现为癌基因，而在肾细胞癌、肾上腺皮质癌和急性淋巴细胞白血病中则表现为抑癌基因。然而，GIPC2在结直肠癌中的具体功能此前尚不明确。

泛素化修饰是调控蛋白质降解和信号转导的重要机制。UBA1作为泛素化级联反应的顶端E1激活酶，对癌细胞存活至关重要，已成为潜在的抗癌靶点。

关键发现

1. GIPC2在结直肠癌中低表达且与不良预后相关

研究团队首先分析了TCGA数据库，发现GIPC2在CRC组织中表达显著低于癌旁正常组织。Western blot验证了16对临床配对样本，结果一致显示GIPC2在肿瘤组织中下调。免疫组化检测80例CRC组织微阵列进一步证实了这一结论。

临床相关性分析显示，GIPC2低表达与淋巴结转移（P=0.037）和术后复发（P=0.002）显著相关。Kaplan-Meier生存分析表明，GIPC2低表达患者的总体生存期、无复发生存期和无进展生存期均显著缩短。

GIPC2在结直肠癌组织中表达下调，且其表达水平与患者不良生存预后呈负相关。

 

2. GIPC2抑制CRC细胞增殖、迁移和EMT

在CRC细胞系中过表达GIPC2可显著抑制细胞增殖和克隆形成能力，而敲低GIPC2则产生相反效果。Transwell实验表明，GIPC2过表达抑制细胞迁移和侵袭，敲低则促进这些恶性行为。

EMT标志物检测显示，GIPC2敲低后N-钙黏蛋白、波形蛋白和Snail表达升高，E-钙黏蛋白降低；GIPC2过表达则逆转这一趋势，表明GIPC2通过抑制上皮-间质转化（EMT）过程发挥抑癌作用。

3. UBA1结合GIPC2并促进其泛素-蛋白酶体降解

通过质谱分析筛选GIPC2的相互作用蛋白，研究团队鉴定出UBA1。Co-IP实验证实了内源性UBA1与GIPC2在CRC细胞中的物理结合，免疫荧光进一步验证了二者的共定位。

功能实验表明：UBA1过表达可降低GIPC2蛋白水平，而UBA1敲低则上调GIPC2。使用UBA1特异性抑制剂TAK-243可逆转UBA1介导的GIPC2下调。蛋白酶体抑制剂MG132处理可部分恢复UBA1过表达引起的GIPC2减少。CHX追踪实验证实，UBA1过表达缩短了GIPC2的半衰期，而UBA1敲低则延长其半衰期。

UBA1与GIPC2结合，并通过泛素化途径降低其蛋白稳定性

 

4. UBA1-GIPC2轴调控CRC恶性进展

功能挽救实验显示，在GIPC2敲低的HT29细胞中同时敲低UBA1，可逆转GIPC2缺失带来的促增殖、促迁移和促EMT效应。相反，在GIPC2过表达的HCT116细胞中共过表达UBA1，可逆转GIPC2过表达带来的抑癌效应。

体内动物实验进一步验证了这一结论：GIPC2敲低组肿瘤生长显著加快，而同时敲低UBA1后这种促进作用被抑制；GIPC2过表达组肿瘤生长受抑，而共过表达UBA1后抑制作用被消除。免疫组化检测E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白和Ki-67的变化也与此一致。

5. GIPC2通过抑制PI3K/AKT通路发挥功能

RNA测序和KEGG通路富集分析显示，GIPC2调控的差异表达基因显著富集于PI3K/AKT信号通路。Western blot验证表明，GIPC2敲低可增强PI3K和AKT的磷酸化水平，而过表达GIPC2则抑制其磷酸化。

使用PI3K抑制剂Wortmannin处理GIPC2敲低的HT29细胞，可逆转GIPC2缺失导致的PI3K/AKT激活；使用PI3K激动剂740 Y-P处理GIPC2过表达的HCT116细胞，则可逆转GIPC2过表达对PI3K/AKT的抑制作用。这证实PI3K/AKT是GIPC2发挥抑癌功能的关键下游通路。

研究意义

本研究首次系统阐明了GIPC2在结直肠癌中的抑癌功能及其分子机制：

  • 发现新标志物：GIPC2在CRC中显著下调，且其低表达与淋巴结转移、术后复发及不良预后相关，提示其可作为CRC的潜在预后生物标志物
  • 揭示新机制：首次揭示了UBA1通过K48连接泛素化调控GIPC2蛋白稳定性的分子机制，拓展了对泛素化调控网络在CRC中作用的认识
  • 提出新靶点：UBA1-GIPC2-PI3K/AKT轴的发现为CRC治疗提供了潜在的新靶点