结直肠癌转移新机制！FAP 与 ENO1 “联手” 激活 NF-κB，靶向它们或能阻断转移

成纤维细胞活化蛋白 α(FAP)常被视为肿瘤相关成纤维细胞(CAF)的标志物，但其在结直肠癌细胞(CRC)中的内在作用尚未明确。来自哈尔滨医科大学的的在《Cell Death & Disease》(2021, 12:543)发表研究，证实 FAP 在 CRC 细胞中高表达，通过与烯醇化酶 1(ENO1)结合激活 NF-κB 通路，促进癌细胞迁移、侵袭和肝转移。此外，可溶性 FAP 同样具有促转移作用，且 FAP 与 ENO1 高表达均预示 CRC 患者预后不良。该研究揭示了 FAP 在 CRC 中的新机制，为转移性 CRC 的治疗提供了潜在靶点。

本研究旨在探究 CRC 细胞中 FAP 的表达及功能机制。通过分析 TCGA 和 GEO 数据库、临床样本及细胞模型，发现 FAP 在 CRC 细胞中高表达且与不良预后相关;利用敲除 / 过表达实验证实 FAP 促进 CRC 细胞迁移和侵袭(不影响增殖);通过基因芯片和 GSEA 分析发现 FAP 激活 NF-κB 通路;免疫共沉淀和质谱鉴定到 FAP 与 ENO1 相互作用，且该相互作用是 NF-κB 激活和促转移的关键;体内实验验证 FAP 促进肝转移，临床数据显示 FAP 和 ENO1 高表达与 CRC 进展及不良生存相关。

研究背景

结直肠癌(CRC)转移是患者死亡的主要原因，其中肝转移预后极差。肿瘤微环境(TME)中的 CAF 通过分泌因子促进转移，FAP 作为 CAF 的标志性蛋白，在多种癌症中被报道参与进展，但 CRC 细胞自身表达的 FAP 功能尚不明确。

既往研究认为 FAP 主要由 CAF 表达，但其在癌细胞中的表达及作用存在争议。本研究聚焦 CRC 细胞内在 FAP 的功能，探究其是否通过细胞自主机制或与其他蛋白相互作用影响转移，填补了 FAP 在 CRC 细胞中作用机制的空白。

实验结果

图 1：FAP 在 CRC 细胞中高表达且与不良临床结局相关

该图通过数据库分析和临床样本验证显示：TCGA 和 GEO 数据表明 FAP 在 CRC 组织及激光捕获的癌细胞中高表达(图 1A);MACS 分离的 CRC 上皮细胞中 FAP 蛋白水平显著高于正常上皮细胞(图 1B);FAP 表达随肿瘤分期升高而增加(图 1C)，且高表达预示总生存期和无复发生存期缩短(图 1D、E)。证实 FAP 在 CRC 细胞中上调，是不良预后标志物。

图 2：FAP 促进 CRC 细胞体外迁移和侵袭

该图通过功能实验显示：在 HCT8、HCT116 中过表达 FAP，显著增强其迁移和侵袭能力(图 2A、C);在 SW480、DLD1 中敲除 FAP，迁移和侵袭能力显著降低(图 2B、D);集落形成和 CCK-8 实验显示 FAP 对细胞增殖无显著影响。表明 FAP 特异性促进 CRC 细胞的转移相关表型。

图 3：FAP 促进 CRC 体内肝转移

该图通过裸鼠脾内注射模型显示：敲除 FAP 的 SW480 细胞在小鼠肝脏形成的转移灶经 PET/CT 检测显著减少(图 3A)，转移灶标准摄取值(SUV)降低(图 3B、C)，小鼠生存期延长(图 3D)。GEO 数据库分析显示转移性 CRC 组织中 FAP 表达高于原发灶，证实 FAP 在体内促进 CRC 转移。

图 4：FAP 通过激活 NF-κB 通路发挥作用

该图通过基因芯片和通路分析显示：FAP 敲除后，基因集富集分析(GSEA)提示 NF-κB 和 JAK2/STAT3 通路受抑制(图 4A);Western blot 证实 FAP 过表达激活 NF-κB 通路(p-IKK、p-IκB、p-p65 上调)及下游靶基因(如 VEGFA)(图 4B、C);TCGA 数据显示 FAP 表达与 NF-κB 通路基因正相关(图 4D)。表明 FAP 的促转移作用依赖 NF-κB 通路。

图 5：NF-κB 通路是 FAP 促转移的关键

该图通过 rescue 实验显示：敲除 NF-κB 核心分子 p65 可逆转 FAP 过表达诱导的迁移和侵袭增强(图 5A、B);NF-κB 抑制剂 JSH-23 同样抑制 FAP 的促转移作用;过表达持续激活型 p65(S536D 突变体)可恢复 FAP 敲除细胞的转移能力(图 5C)。证实 FAP 通过 NF-κB 通路促进转移。

图 6：可溶性 FAP 具有促转移活性

该图显示：免疫荧光证实 FAP 在 CRC 细胞胞质分布(图 6A)，ELISA 检测到 FAP 可分泌到培养基中(图 6B);FAP 过表达的条件培养基(CM)及重组 FAP 蛋白可剂量依赖性促进 CRC 细胞迁移和侵袭(图 6C-F)，并激活 NF-κB 通路。表明可溶性 FAP 通过旁分泌方式促进转移。

图 7：FAP 与 ENO1 结合激活 NF-κB 通路

该图通过互作分析显示：免疫共沉淀结合质谱鉴定到 FAP 与 ENO1 相互作用(图 7A、B);敲除 ENO1 或用 ENO1 抑制剂 AP-III-a4 可逆转 FAP 的促转移作用(图 7C-E)，并抑制 NF-κB 激活;重组 FAP 无法在 ENO1 敲除细胞中促进转移(图 7F)。证实 FAP 通过与 ENO1 结合激活 NF-κB 通路。

图 8：ENO1 在 CRC 中高表达且与不良预后相关

该图通过临床样本分析显示：TCGA 数据表明 ENO1 在 CRC 组织中高表达(图 8A、B)，免疫组化证实其蛋白水平升高(图 8C)，且与肿瘤分期正相关(图 8D);高 ENO1 表达预示 CRC 患者生存期缩短(图 8E)。表明 ENO1 是 CRC 不良预后标志物，与 FAP 协同促进疾病进展。

研究结论

本研究证实结直肠癌细胞中高表达的 FAP 通过双重机制促进转移：一方面，细胞内在 FAP 与 ENO1 结合激活 NF-κB 通路，增强癌细胞迁移和侵袭;另一方面，分泌型可溶性 FAP 通过旁分泌方式发挥促转移作用。临床数据显示 FAP 和 ENO1 高表达均与 CRC 进展及不良预后相关。该研究揭示了 FAP 在 CRC 中的非经典作用机制，为靶向 FAP-ENO1-NF-κB 轴治疗转移性 CRC 提供了实验依据。