【IF: 16.9】高分文章同款技术！金开瑞 EMSA 助力长海医院王洛伟教授团队揭示食管鳞癌致癌新机制

食管癌（EC）是全球第11位常见、第7位致死的恶性肿瘤，整体五年生存率不足30%。其中，食管鳞状细胞癌（ESCC）是最主要的病理类型，占比超过85%。由于早期症状隐匿，多数ESCC患者确诊时已处于晚期，尽管手术、放化疗及免疫治疗等综合手段不断进步，患者复发风险和整体预后仍不理想。因此，深入探究ESCC进展的细胞与分子机制，寻找新的治疗靶点，始终是领域内的核心课题。

近日，海军军医大学第一附属医院（长海医院）王洛伟教授团队在 《Cell Discovery》（IF=16.9）发表了题为 《FAM50A promotes esophageal squamous cell carcinoma progression via splicing-dependent oncogenic circSDK1- and DUSP22-mediated MAPK/FAK activation》的研究成果。该研究首次系统揭示了剪接因子 FAM50A 通过 circSDK1-DUSP22 分子轴促进食管鳞状细胞癌（ESCC）进展的全新机制，并筛选到利福平（Rifabutin）作为候选治疗药物。

值得一提的是，在该研究中，用于直接验证 circRNA（circSDK1）与 DUSP22 蛋白互作的关键实验——RNA 探针合成及 EMSA（凝胶迁移）实验，均由金开瑞生物提供。作为体外验证 RNA 与蛋白直接结合的核心手段，EMSA 为该机制的确立提供了坚实的实验证据。

 

核心发现一：FAM50A 在 ESCC 中显著高表达，与不良预后密切相关

研究团队整合了多组学数据和多个独立临床队列，系统筛选在 ESCC 中异常表达的剪接因子。通过对 TCGA-ESCC、GSE53624 转录组数据，以及上海长海医院两个独立队列的蛋白质组数据进行联合分析，研究团队从数百个剪接因子中锁定了 FAM50A—— 一个在 ESCC 中 mRNA 和蛋白水平均显著上调的分子。

临床相关性分析显示，FAM50A 高表达与肿瘤分期进展、淋巴结转移显著相关；Kaplan-Meier 生存分析表明，FAM50A 高表达患者的总生存期明显短于低表达患者。这一结果在 TCGA、GSE53624 以及长海医院两个独立队列中得到了一致验证，充分提示 FAM50A 是一个重要的致癌剪接因子，同时具有作为 ESCC 预后标志物的潜在价值。

图 1. FAM50A 表达升高与 ESCC 患者疾病进展及不良预后相关。

 

核心发现二：FAM50A 作为剪接因子，全转录组层面调控可变剪接，促进 circSDK1 生成

为了揭示 FAM50A 促癌的分子机制，研究团队利用 RIP-seq（RNA 免疫沉淀测序）技术，在全转录组范围内绘制了 FAM50A 的 RNA 结合图谱。分析结果显示，FAM50A 不仅与剪接体核心组分（如 PRP19 复合物、多种 snRNP 蛋白）广泛相互作用，还全转录组层面结合大量 mRNA 和非编码 RNA，结合位点富集在内含子和启动子区域。

图2:在Cytoscape中构建了FAM50A与其他剪接因子之间的相关性网络（节点按 PRP19 复合物、SR 蛋白、snRNP 等剪接体组分分类着色，显示 FAM50A 与剪接体核心组分的广泛互作）。

进一步的可变剪接分析发现，FAM50A 敲低后，大量基因的可变剪接事件发生显著改变，涵盖外显子跳跃、可变 5' 剪接位点、可变 3' 剪接位点等多种类型。在众多差异剪接事件中，研究团队聚焦于一个环状 RNA——circSDK1。circSDK1 来源于 SDK1 基因 pre-mRNA 的外显子 2-4，通过反向剪接形成闭合环状结构。RNase R 消化实验和放线菌素 D 追踪实验证实，circSDK1 具有典型的 circRNA 特征 —— 稳定性高、半衰期长，且主要定位于细胞质。

功能验证实验显示，敲低 FAM50A 后 circSDK1 表达水平显著下降；敲低 circSDK1 可显著抑制 ESCC 细胞的增殖、迁移和侵袭；而在 FAM50A 敲低的细胞中回补 circSDK1，可部分恢复恶性表型。这一结果证明，circSDK1 是 FAM50A 促癌功能的关键下游效应分子。

 

核心发现三：circSDK1 直接结合 DUSP22，抑制其磷酸酶活性，持续激活 MAPK/FAK 通路

circSDK1 生成后如何发挥致癌作用？研究团队通过 RIP-qPCR、RNA pull-down 和 AlphaFold3 分子对接分析，逐步缩小范围，最终锁定 DUSP22（双特异性磷酸酶 22）为 circSDK1 的下游互作蛋白。DUSP22 是一种具有抑癌潜能的磷酸酶，可通过去磷酸化作用抑制 MAPK 和 FAK 等促癌信号通路的活性。

图3. circSDK1 通过占据 DUSP22 的磷酸酶结构域，增加MAPKs和FAK的磷酸化。

为了确认 circSDK1 与 DUSP22 之间的直接结合，研究团队进一步开展了 EMSA（电泳迁移率变动分析）实验。这一实验使用纯化的重组 DUSP22 蛋白和体外转录的生物素标记 circSDK1 RNA 探针，在体外体系中直接观测两者的结合：

图4. EMSA实验结果：采用生物素标记探针进行 EMSA，验证 DUSP22 蛋白与 circSDK1 的直接结合。

✅当生物素标记的野生型 circSDK1 探针与 DUSP22 蛋白共同孵育后，电泳结果中出现了一条明显的迁移滞后条带 —— 这是蛋白 - RNA 复合物形成的典型特征；

✅突变探针未能形成蛋白-RNA复合物（滞后条带消失），说明结合依赖特定的 RNA 序列；

✅当体系中加入 10 倍过量的未标记野生型探针（冷竞争）时，滞后条带部分减弱；加入 50 倍、100 倍过量冷竞争探针时，滞后条带完全消失，进一步证实了结合的特异性。

这一系列结果确证了 circSDK1 与 DUSP22 之间存在直接、特异性的蛋白 - RNA 相互作用。

机制上，circSDK1 通过占据 DUSP22 的磷酸酶催化结构域，抑制其去磷酸化活性。值得注意的是，DUSP22 过表达可逆转 circSDK1 的促癌作用，提示二者存在竞争性结合。这使得下游的 MAPK（ERK、JNK、p38）和 FAK 信号通路无法被正常关闭，处于持续磷酸化激活状态，进而持续驱动 ESCC 细胞的增殖、迁移、侵袭和 EMT（上皮 - 间质转化）进程。

 

核心发现四：TFAP2C 上游调控 FAM50A，利福平（Rifabutin）展现治疗潜力

FAM50A 为什么在 ESCC 中高表达？研究团队进一步向上游追溯。通过 JASPAR、TFtarget 等数据库预测，结合双荧光素酶报告基因实验和 ChIP-qPCR 验证，研究团队发现转录因子 TFAP2C 能够直接结合 FAM50A 的启动子区域，转录激活其表达。临床样本分析也显示，ESCC 组织中 TFAP2C 表达与 FAM50A 表达呈正相关，且 TFAP2C 高表达同样与患者不良预后相关。

图5. 转录因子TFAP2C参与FAM50A的转录，导致其异常上调

至此，一条完整的调控轴得以清晰呈现：

TFAP2C 转录激活 → FAM50A 上调 → 促进 circSDK1 生成 → 结合并抑制 DUSP22 → MAPK/FAK 持续激活 → ESCC 进展

图6. 机制模式图：剪接因子 FAM50A 促进 SDK1 前体 mRNA（pre-mRNA）发生反向剪接（backsplicing）形成 circSDK1，进而激活 MAPK 和 FAK 信号通路。

在治疗转化层面，研究团队筛选了 FDA 批准的药物化合物库，通过分子对接和体外实验验证，发现利福平（Rifabutin）能够通过结合 FAM50A 蛋白，抑制其剪接因子活性。疗效验证涵盖多种模型体系：在体外细胞实验中，Rifabutin 显著抑制 ESCC 细胞增殖；在细胞系来源异种移植瘤（CDX）模型中，Rifabutin 显著抑制 肿瘤生长；在患者来源类器官（PDO 模型）和患者来源异种移植瘤（PDX 模型）中，Rifabutin 均展现出明确的抗肿瘤效果；且与顺铂（cisplatin）联合使用时，提示出协同增效作用。

 

研究意义

该研究首次在 ESCC 中系统揭示了 FAM50A/circSDK1/DUSP22 调控轴在食管鳞癌中的作用及分子机制，建立了 "剪接因子 - circRNA - 磷酸酶 - 信号通路" 的完整调控链条。这一发现不仅加深了我们对 ESCC 发病机制的理解，也为食管鳞癌的诊断和治疗提供了新的靶点和候选药物。