过表达己糖激酶2通过激活JAK/STAT途径促进结直肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭并调节肿瘤免疫微环境

摘要

目的 探究己糖激酶2(HK2)在结直肠癌组织中的表达，阐明其生物学功能及机制和对免疫微环境的影响。方法 使用生物信息学方法分析HK2在结直肠癌组织中的表达水平、预后和对免疫微环境的影响。收集本院8例结直肠癌患者的肿瘤组织及配对癌旁组织，利用免疫组化、Western blotting和RT-qPCR实验验证HK2在结直肠癌中的表达水平。筛选出HK2表达量低的结直肠癌细胞系CT26及HCT116进行慢病毒转染过表达HK2，分为空白对照组和HK2过表达组；使用HK2抑制剂3-BP处理HK2表达量高的结直肠癌细胞系MC38及CACO2；使用JAK/STAT3通路抑制剂处理结直肠癌细胞HK2过表达组。采用CCK-8、平板克隆形成实验、Transwell和小鼠皮下荷瘤实验探究HK2对结直肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力的影响。通过Western blotting检测HK2过表达对JAK/STAT信号通路蛋白表达的影响。采用MCPcounter和Timer分析HK2表达与肿瘤免疫细胞浸润水平的相关性，TCGA、GEO数据库分析HK2表达与免疫检查点的相关性。结果 癌症公共数据库显示，HK2在结直肠癌组织中的表达水平高于癌旁组织（P<0.001），并且高表达HK2的结直肠癌患者预后更差（P=0.09）。免疫组化、Western blotting和RT-qPCR结果显示结直肠癌组织的HK2表达水平高于癌旁组织（P<0.01）。相较于其他结直肠癌细胞，CT26和HCT116的HK2表达水平最低（P<0.05）,HK2过表达组相较于空白对照组的HK2表达水平上调（P<0.01），且过表达组细胞的增殖、迁移和侵袭能力显著提高（P<0.001）。HK2被抑制后肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭能力明显被抑制。HK2可促进JAK/STAT信号通路中STAT3磷酸化蛋白的表达，使用JAK/STAT3通路抑制剂能够有效抑制由HK2过表达介导的肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭能力的增强。Timer和MCP counter分析显示HK2表达与多种免疫细胞具有相关性，TCGA和GEO数据库分析显示HK2的表达水平与PDCD1等免疫检查点显著正相关（P<0.05）。结论 HK2在结直肠癌中表达上调，可能通过激活JAKSTAT信号通路促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，并调节肿瘤免疫微环境。

关键词

结直肠癌 / 己糖激酶2 / JAK-STAT信号通路 / 增殖、迁移和侵袭 / 免疫微环境