BATF2，胃癌预测和治疗的新思路

    虽然胃癌（GC）根治性切除和全身化疗的效果有很大改善，但由于恶性增殖和转移，GC患者预后仍然不佳，而GC进展的潜在分子机制尚未清晰。最近发现表明，BATF2在癌症的发病机制中起着重要的作用，但BATF2在GC中的生物学功能及其调控机制尚不清楚。近期福建医科大学协和医院胃外科李平团队描述了BATF2在GC中的表达特征，并分析和阐述了METTL3/BATF2/p53/ERK轴调节细胞周期进程和ECM降解抑制GC生长和转移。该研究表明BATF2可能成为GC的预测因子和治疗靶点。相关研究结果以“m6A modification-mediated BATF2 acts as a tumor suppressor in gastric cancer through inhibition of ERK signaling”为题发表在Molecular Cancer杂志上，杂志影响因子15.302。

背景：BATF2在肿瘤进展中有重要作用，然而对其在GC中的作用、机制以及预后的意义知之甚少。
方法：RNA测序、WB、免疫组化、敲除、过表达、IP、双荧光素酶报告基因检测等。
结果：BATF2在GC中的表达显著下调，能与p53结合增强蛋白稳定性，抑制ERF磷酸化。多因素Cox回归分析表明BATF2在GC中是独立的预后因素和有效的预测因子，且BATF2低表达与胃切除术腹膜复发相关，体内体外实验中，BATF2表达高抑制GC生长和转移。此外，METTL3抑制m6A修饰的BATF2在GC中的表达。
研究思路：

1.BATF2在GC中的表达模式
    作者通过对GC组织和正常胃组织转录组测序分析，并结合临床数据（TCGA、ACRG）筛选出在胃癌组织表达下调的基因BATF2，随后验证了BATF2基因和BATF2蛋白在GC组织和细胞系中低表达（A-F）。进一步探究了BATF2在GC患者中的预后作用，发现BATF2表达量与总生存率和无进展生存率呈正相关（H,I），且BATF2低表达与患者胃切除术后腹膜复发相关（J-L）。

2.探究BATF2在GC中的作用
    确定了BATF2的表达特征，接下来进一步探讨BATF2在GC中的作用。通过在GC细胞系中敲除和过表达BATF2，发现BATF2表达上调抑制GC细胞增殖，且BATF2表达下调导致GC细胞增殖增强（A-E），而体内敲除和过表达BATF2实验与体外实验结果一致（H,I）。通过流式细胞计数对细胞周期分布的评估显示异常的BATF2表达增加了G1期的细胞比例，而BATF2敲除结果则相反（F,G）。

    进一步探讨了BATF2在GC细胞转移中的影响，发现BATF2的异位表达显著抑制了GC细胞的迁移和侵袭，而敲除BATF2则导致相反的结果（A,B）。通过构建异种移植小鼠模型对BATF2在体内对GC转移的影响进行探究，发现过表达BATF2减少了GC肺转移和腹膜转移（C-F）。以上结果说明BATF2可能通过调控细胞周期抑制GC细胞增长，并在GC转移过程中有重要作用。

3.BATF2分子机制研究
    GSEA分析显示BATF2与MAPK信号通路有关（A），人类磷酸激酶微阵列芯片检测BATF2信号转导影响，发现BATF2敲除显著性增强ERK磷酸化作用，而BATF2过表达减弱ERK磷酸化作用（B,C），WB实验也表明BATF2表达上调或下调对ERK蛋白水平的影响（D）。通过免疫组化对异种移植小鼠模型的p-ERK表达进行探究，发现BATF2过表达显著减弱p-ERK的表达（E），而基于TMA的免疫组化验证BATF2低表达患者的p-ERK水平是增强的（F）。利用U0126（MEK/ERK抑制剂）探究在GC细胞中p-ERK/BATF2的作用，发现抑制BATF2敲除细胞中p-ERK的表达减弱细胞克隆生成的增加（G），加速细胞增殖、迁移和侵袭（H,I），同时发现ERK的靶点MMP2、 MMP9和cyclin D1在BATF2敲除细胞系中的表达增加，且在BATF2过表达细胞系的表达减少（J），而U0126有效减少BATF2敲除细胞中p-ERK的表达以及ERK下游靶基因的表达（K）。以上数据表明BATF2介导的ERK磷酸化调控可能是其在GC中抑制肿瘤功能的机制。

    STRING数据库发现BATF2可能与p53蛋白有关，WB实验和免疫组化实验发现p53蛋白的表达量与BATF2呈正相关（A），但在转录水平BATF2与p53并无显著相关（B），免疫荧光实验发现了BATF2和p53在GC细胞共定位（C），co-IP实验发现BATF2和p53蛋白存在相互作用（D,E）。BATF2过表达增加了加入翻译抑制剂CHX后p53蛋白的半衰期（F），而MG132（蛋白酶体抑制剂）挽救了BATF2过表达诱导的p53蛋白水平变化（G）。进一步研究发现沉默p53可以恢复GC细胞的增殖和转移能力（H-J），且可显著消除BATF2对p-ERK、MMP2、MMP9和cyclin D1表达水平的抑制作用（K）。这些结果表明，BATF2的缺失促进了泛素介导的p53降解，从而激活了ERK信号。

4.探究m6A修饰对BATF2在GC中的作用影响
    为了探究m6A修饰是否影响BATF2在GC中的作用，作者沉默METTL3，发现BATF2的表达增加，反之亦然（A,B），且在GC中m6A修饰的BATF2与METTL3的表达在一定程度上呈负相关（C-E）。SRAMP预测在BATF2的3′UTR分布着大量的m6A修饰位点，通过构建突变体BATF2　3′UTR质粒并利用荧光素酶报告基因检测发现METTL3主要通过MUT3位点调控BATF2表达（F,G）。以上结果说明在GC中，m6A通过METTL3维持了BATF2 mRNA的稳定性。

5.METTL3/BATF2/p53/ERK调控机制图

参考文献：
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).