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Molecular Cancer
KRAS激活通过MAPK-SMAD2/3-WNT7B轴实现胃癌类器官的Wnt非依赖性

2026-01-07

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该研究首次揭示了胃癌上皮细胞通过KRAS-MAPK-SMAD2/3-WNT7B信号轴实现Wnt自分泌,从而摆脱外源性Wnt依赖的分子机制。这一发现为靶向该信号通路提供新的治疗策略,并提示Wnt分泌抑制剂可能成为胃癌治疗的有效药物。

 

文献概述

本文《Epithelial WNT secretion drives niche escape of developing gastric cancer》发表于《Molecular Cancer》杂志,回顾并总结了胃癌上皮细胞如何通过KRAS突变激活MAPK通路,进而调控SMAD2/3增强WNT7B表达,使类器官摆脱外源Wnt依赖,实现肿瘤微环境逃逸。研究进一步通过单细胞多组学测序和体外功能验证,揭示了胃癌进展中上皮细胞自主Wnt分泌的机制,为靶向Wnt分泌的治疗策略提供了理论依据。

背景知识

Wnt信号通路在胃肠道上皮稳态和肿瘤发生中起核心作用。正常胃上皮中,间充质细胞通过分泌WNT2B维持上皮稳态,而胃干细胞主要依赖于RSPO-Wnt信号维持其自我更新能力。在胃癌中,RNF43/ZNRF3(RZ)或CDH1/TP53(CP)突变已被证实可导致RSPO非依赖性生长,但Wnt信号的持续激活仍依赖于外源Wnt配体。本研究提出KRAS突变可使上皮细胞自主分泌WNT7B,从而实现Wnt自给自足,赋予胃癌类器官完全的Wnt非依赖性。该机制与结直肠癌中常见的APC突变不同,揭示了胃癌中Wnt信号的特异性调控方式,并为靶向Wnt分泌的治疗策略提供了支持。

 

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研究方法与实验

研究团队通过构建不同基因型的小鼠模型(Ax10-RZ、Ax10-RZK、Ax10-CP、Ax10-CPK),结合胃癌类器官培养系统,评估生长因子缺失条件下的类器官生长能力。通过Porcupine抑制剂C59处理实验,验证KRAS突变类器官的Wnt自分泌能力。进一步利用单细胞多组学测序(snRNA-seq + snATAC-seq)分析Wnt7b表达的染色质可及性变化,并通过转录因子结合位点富集分析(MEA)识别SMAD2/3和AP-1复合物为关键调控因子。通过TGFβRI抑制剂A83-01、MEK抑制剂PD0325901等处理,验证MAPK-SMAD2/3-WNT7B信号轴在胃癌类器官中的功能。

关键结论与观点

  • KRASG12D突变可使胃癌类器官在RZ或CP突变背景下实现Wnt非依赖性生长,且该能力可被C59抑制,提示其依赖自主Wnt分泌
  • 单细胞测序显示KRAS突变类器官中Wnt7b表达显著升高,且Wnt7b启动子区域染色质可及性增强,主要由SMAD2/3结合位点调控
  • 抑制SMAD2/3磷酸化可显著降低Wnt7b表达、Axin2和CyclinD1水平,抑制类器官生长,外源Wnt可部分恢复该表型
  • MEK抑制剂PD0325901可降低Tgfbr2表达,进而抑制SMAD2/3激活和Wnt7b表达,表明KRAS-MAPK通路通过TGFβ受体调控Wnt分泌
  • 在人类胃癌类器官(GC-PDOs)中,KRAS扩增或HER2扩增样本均表现出Wnt依赖性生长,且C59处理可抑制其增殖,而外源Wnt可恢复
  • 部分HER2扩增但Wnt非依赖类器官中,Myc基因高度扩增,提示其可能补偿Wnt抑制效果
  • 分析TCGA-STAD数据集发现,WNT7B表达与KRAS突变及胃癌分期正相关,提示其在胃癌进展中的临床相关性

研究意义与展望

该研究揭示了KRAS突变在胃癌中通过MAPK-SMAD2/3-Wnt7b通路激活Wnt自分泌,使肿瘤细胞摆脱外源信号依赖,从而实现微环境逃逸。这一机制为靶向Wnt分泌或SMAD2/3磷酸化的小分子药物开发提供了理论依据。未来可进一步评估该通路在其他KRAS高表达肿瘤中的保守性,并探索Wnt分泌抑制剂在胃癌治疗中的临床转化潜力。

 

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结语

本研究首次系统解析了胃癌类器官中KRAS突变如何驱动Wnt7b表达并实现Wnt自给自足的分子机制。通过小鼠模型与人类类器官的多组学分析,证实KRAS-MAPK通路通过SMAD2/3增强Wnt7b启动子区染色质可及性,促进其转录并实现上皮细胞自主Wnt分泌。这一机制不同于结直肠癌中常见的APC失活突变,为胃癌中Wnt信号异常提供了新的分子解释,并提示靶向Wnt分泌或MAPK/SMAD通路可能成为治疗KRAS突变胃癌的有效策略。研究进一步提示,HER2扩增也可通过类似机制激活Wnt7b,且Myc扩增可能作为Wnt抑制剂耐药的潜在机制。这些发现不仅拓展了我们对胃癌信号网络的理解,也为个性化治疗提供了新的生物标志物和靶点。

 

文献来源:
Jaehun Lee, Soomin Kim, Youngchul Oh, Bon-Kyoung Koo, and Ji-Hyun Lee. Epithelial WNT secretion drives niche escape of developing gastric cancer. Molecular Cancer.
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