BATF2，胃癌預(yù)測(cè)和治療的新思路

    雖然胃癌（GC）根治性切除和全身化療的效果有很大改善，但由于惡性增殖和轉(zhuǎn)移，GC患者預(yù)后仍然不佳，而GC進(jìn)展的潛在分子機(jī)制尚未清晰。最近發(fā)現(xiàn)表明，BATF2在癌癥的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用，但BATF2在GC中的生物學(xué)功能及其調(diào)控機(jī)制尚不清楚。近期福建醫(yī)科大學(xué)協(xié)和醫(yī)院胃外科李平團(tuán)隊(duì)描述了BATF2在GC中的表達(dá)特征，并分析和闡述了METTL3/BATF2/p53/ERK軸調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程和ECM降解抑制GC生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。該研究表明BATF2可能成為GC的預(yù)測(cè)因子和治療靶點(diǎn)。相關(guān)研究結(jié)果以“m6A modification-mediated BATF2 acts as a tumor suppressor in gastric cancer through inhibition of ERK signaling”為題發(fā)表在Molecular Cancer雜志上，雜志影響因子15.302。

背景：BATF2在腫瘤進(jìn)展中有重要作用，然而對(duì)其在GC中的作用、機(jī)制以及預(yù)后的意義知之甚少。
方法：RNA測(cè)序、WB、免疫組化、敲除、過表達(dá)、IP、雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)等。
結(jié)果：BATF2在GC中的表達(dá)顯著下調(diào)，能與p53結(jié)合增強(qiáng)蛋白穩(wěn)定性，抑制ERF磷酸化。多因素Cox回歸分析表明BATF2在GC中是獨(dú)立的預(yù)后因素和有效的預(yù)測(cè)因子，且BATF2低表達(dá)與胃切除術(shù)腹膜復(fù)發(fā)相關(guān)，體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)中，BATF2表達(dá)高抑制GC生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。此外，METTL3抑制m6A修飾的BATF2在GC中的表達(dá)。
研究思路：

1.BATF2在GC中的表達(dá)模式
    作者通過對(duì)GC組織和正常胃組織轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，并結(jié)合臨床數(shù)據(jù)（TCGA、ACRG）篩選出在胃癌組織表達(dá)下調(diào)的基因BATF2，隨后驗(yàn)證了BATF2基因和BATF2蛋白在GC組織和細(xì)胞系中低表達(dá)（A-F）。進(jìn)一步探究了BATF2在GC患者中的預(yù)后作用，發(fā)現(xiàn)BATF2表達(dá)量與總生存率和無進(jìn)展生存率呈正相關(guān)（H,I），且BATF2低表達(dá)與患者胃切除術(shù)后腹膜復(fù)發(fā)相關(guān)（J-L）。

2.探究BATF2在GC中的作用
    確定了BATF2的表達(dá)特征，接下來進(jìn)一步探討B(tài)ATF2在GC中的作用。通過在GC細(xì)胞系中敲除和過表達(dá)BATF2，發(fā)現(xiàn)BATF2表達(dá)上調(diào)抑制GC細(xì)胞增殖，且BATF2表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致GC細(xì)胞增殖增強(qiáng)（A-E），而體內(nèi)敲除和過表達(dá)BATF2實(shí)驗(yàn)與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致（H,I）。通過流式細(xì)胞計(jì)數(shù)對(duì)細(xì)胞周期分布的評(píng)估顯示異常的BATF2表達(dá)增加了G1期的細(xì)胞比例，而BATF2敲除結(jié)果則相反（F,G）。

    進(jìn)一步探討了BATF2在GC細(xì)胞轉(zhuǎn)移中的影響，發(fā)現(xiàn)BATF2的異位表達(dá)顯著抑制了GC細(xì)胞的遷移和侵襲，而敲除BATF2則導(dǎo)致相反的結(jié)果（A,B）。通過構(gòu)建異種移植小鼠模型對(duì)BATF2在體內(nèi)對(duì)GC轉(zhuǎn)移的影響進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)BATF2減少了GC肺轉(zhuǎn)移和腹膜轉(zhuǎn)移（C-F）。以上結(jié)果說明BATF2可能通過調(diào)控細(xì)胞周期抑制GC細(xì)胞增長(zhǎng)，并在GC轉(zhuǎn)移過程中有重要作用。

3.BATF2分子機(jī)制研究
    GSEA分析顯示BATF2與MAPK信號(hào)通路有關(guān)（A），人類磷酸激酶微陣列芯片檢測(cè)BATF2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)影響，發(fā)現(xiàn)BATF2敲除顯著性增強(qiáng)ERK磷酸化作用，而BATF2過表達(dá)減弱ERK磷酸化作用（B,C），WB實(shí)驗(yàn)也表明BATF2表達(dá)上調(diào)或下調(diào)對(duì)ERK蛋白水平的影響（D）。通過免疫組化對(duì)異種移植小鼠模型的p-ERK表達(dá)進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)BATF2過表達(dá)顯著減弱p-ERK的表達(dá)（E），而基于TMA的免疫組化驗(yàn)證BATF2低表達(dá)患者的p-ERK水平是增強(qiáng)的（F）。利用U0126（MEK/ERK抑制劑）探究在GC細(xì)胞中p-ERK/BATF2的作用，發(fā)現(xiàn)抑制BATF2敲除細(xì)胞中p-ERK的表達(dá)減弱細(xì)胞克隆生成的增加（G），加速細(xì)胞增殖、遷移和侵襲（H,I），同時(shí)發(fā)現(xiàn)ERK的靶點(diǎn)MMP2、 MMP9和cyclin D1在BATF2敲除細(xì)胞系中的表達(dá)增加，且在BATF2過表達(dá)細(xì)胞系的表達(dá)減少（J），而U0126有效減少BATF2敲除細(xì)胞中p-ERK的表達(dá)以及ERK下游靶基因的表達(dá)（K）。以上數(shù)據(jù)表明BATF2介導(dǎo)的ERK磷酸化調(diào)控可能是其在GC中抑制腫瘤功能的機(jī)制。

    STRING數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)BATF2可能與p53蛋白有關(guān)，WB實(shí)驗(yàn)和免疫組化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)p53蛋白的表達(dá)量與BATF2呈正相關(guān)（A），但在轉(zhuǎn)錄水平BATF2與p53并無顯著相關(guān)（B），免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了BATF2和p53在GC細(xì)胞共定位（C），co-IP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)BATF2和p53蛋白存在相互作用（D,E）。BATF2過表達(dá)增加了加入翻譯抑制劑CHX后p53蛋白的半衰期（F），而MG132（蛋白酶體抑制劑）挽救了BATF2過表達(dá)誘導(dǎo)的p53蛋白水平變化（G）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)沉默p53可以恢復(fù)GC細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移能力（H-J），且可顯著消除BATF2對(duì)p-ERK、MMP2、MMP9和cyclin D1表達(dá)水平的抑制作用（K）。這些結(jié)果表明，BATF2的缺失促進(jìn)了泛素介導(dǎo)的p53降解，從而激活了ERK信號(hào)。

4.探究m6A修飾對(duì)BATF2在GC中的作用影響
    為了探究m6A修飾是否影響B(tài)ATF2在GC中的作用，作者沉默METTL3，發(fā)現(xiàn)BATF2的表達(dá)增加，反之亦然（A,B），且在GC中m6A修飾的BATF2與METTL3的表達(dá)在一定程度上呈負(fù)相關(guān)（C-E）。SRAMP預(yù)測(cè)在BATF2的3′UTR分布著大量的m6A修飾位點(diǎn)，通過構(gòu)建突變體BATF2　3′UTR質(zhì)粒并利用熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)METTL3主要通過MUT3位點(diǎn)調(diào)控BATF2表達(dá)（F,G）。以上結(jié)果說明在GC中，m6A通過METTL3維持了BATF2 mRNA的穩(wěn)定性。

5.METTL3/BATF2/p53/ERK調(diào)控機(jī)制圖

參考文獻(xiàn)：
Jian-Wei Xie, Xiao-Bo Huang, Qi-Yue Chen,　et al. m6A modification-mediated BATF2 acts as a tumor suppressor in gastric cancer through inhibition of ERK signaling．Mol Cancer. 2020; 19(114).