IF=27.7丨GP73-外泌体-NAV2轴：揭秘结直肠癌肝转移的代谢驱动新机制

结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是全球第三大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第二大原因。约70%的CRC患者会发生肝转移，此类转移是导致CRC患者死亡的主要原因。尽管目前已有多种治疗策略，但患者总体预后仍不理。肝脏在CRC肝转移的发生和发展过程中扮演关键角色，然而肝脏如何通过细胞间通讯影响CRC肝转移的具体机制尚不清楚。因此，深入研究结直肠癌肝转移相关机制，并开发有效的靶向治疗策略，具有重要的临床意义与紧迫性。

2025年5月26日，军事医学研究院魏从文教授团队联合北京生物技术研究所、广西医科大学等多位专家团队，在国际顶级肿瘤学期刊Molecular Cancer（IF：27.7）上发表了题为“GP73-dependent regulation of exosome biogenesis promotes colorectal cancer liver metastasis”的研究成果。该研究首次揭示了肝脏中的高尔基体蛋白73（GP73）通过调控外泌体生成促进结直肠癌肝转移的分子机制，为CRC肝转移的治疗提供了新的思路。汉恒生物有幸为本研究提供腺相关病毒AAV-GP73，实现在肝脏中特异性过表达GP73基因，支持该机制的深入探索。

下面，我们一起来看看具体的研究内容。

研究成果

1.结直肠癌肝转移患者的肝脏GP73表达呈现病理性升高

既往研究表明肝细胞癌（HCC）患者血清中GP73水平升高，并与不良预后相关。本研究中作者检测了健康对照组、无肝转移的结直肠癌患者（CRNLM）和结直肠癌肝转移患者（CRLM）的血浆和肝脏中GP73的表达水平，发现CRLM患者血清和肝组织中GP73水平显著升高，且与白蛋白共定位。为进一步探究GP73高表达的肝细胞是否会影响CRC肝转移，作者通过注射AAV-GP73构建了肝脏特异性高表达GP73的小鼠模型。与对照组相比，AAV-GP73处理组小鼠的肝转移灶总面积、数量及占比均显著增加。而在使用外泌体抑制剂GW4869抑制外泌体生成后，AAV-GP73处理组促进转移的作用受到抑制。这些结果表明，肝脏中上调的GP73主要通过外泌体依赖性方式促进结直肠癌肝转移。

图1 结直肠癌肝转移患者的肝脏GP73表达呈现病理性升高

2.GP73促进外泌体生成

为阐明GP73在外泌体生物发生中的作用，作者从细胞培养基中获得了纯化外泌体。透射电镜（TEM）、纳米颗粒追踪分析（NTA）和免疫印迹结果显示，对照组与高表达GP73的肝细胞组（ExoGP73）分泌的外泌体具有相似的形态学特征、粒径分布和分子组成。过表达GP73能促进外泌体颗粒及外泌体蛋白的释放。为进一步在更接近生理状态的条件下研究GP73对外泌体分泌的作用，作者构建了全身性GP73敲除小鼠（GP73-KO）。基因型对囊泡平均直径无显著影响，但GP73-KO小鼠的外泌体颗粒浓度较WT小鼠降低了70%；相反，AAV-GP73组小鼠血清中的外泌体颗粒数量显著高于对照组。这些数据充分证明，GP73在体外和体内均能调控外泌体的生物合成。

图2 GP73促进外泌体的产生

3.GP73与内体区室共定位并增加多泡体（MVB）数量

外泌体生物发生包含三个关键过程：腔内囊泡（ILV）形成、多泡体（MVB）生成以及这些区室与质膜（PM）融合后的外泌体分泌。鉴于GP73对外泌体生物发生的促进作用，作者探究其是否定位于内体区室。通过免疫荧光染色检测了GP73与早期内体标志物Rab5、循环内体标志物Rab11以及晚期内体标志物Rab7的共定位情况。在GP73过表达细胞中，GP73广泛分布于内吞途径中的早期、循环和晚期内体。活细胞成像显示，GP73荧光点呈现动态运动特征，并与CD63阳性的MVB及其与质膜融合位点持续共定位。采用肝细胞生长因子调节酪氨酸激酶底物（HRS）作为MVB标志物进行染色，发现GP73过表达导致单个细胞内MVB数量增加，而GP73敲除则显著减少MVB数量。这些结果共同表明，GP73主要通过调控MVB促进外泌体生成。

图3 GP73与内体区室重叠并增加MVB数量

4.GP73结合胆固醇并调控内体区室胆固醇含量

过往研究发现小鼠肝脏中高表达的GP73蛋白与胆固醇代谢密切相关。为阐明GP73调控MVB数量及外泌体生成的分子机制，作者对GP73序列进行分析，发现一个潜在的保守胆固醇识别氨基酸共识(CRAC)基序，且该CRAC基序上游紧邻一个相似但反向的胆固醇识别基序(CARC基序)。接着验证GP73与结构不同甾醇的结合能力，证实了GP73对胆固醇和其他四种测试甾醇具有相似的结合亲和力。关键残基（Phe90、Tyr99）的突变或缺失会显著削弱其胆固醇结合能力。GP73通过胆固醇相互作用促进MVB区室胆固醇积聚，扩大MVB区室并增强外泌体生成，而突变体（DM）则丧失此功能。表明GP73通过调控胆固醇流动影响外泌体生物合成。

图4 GP73与胆固醇结合并调节MVBs中的胆固醇含量

5.源自高表达GP73肝细胞的外泌体促进肿瘤转移

随后，作者探究外泌体分泌变化是否会影响受体癌细胞的迁移能力。与GP73转染细胞共培养的MC38细胞表现出迁移和侵袭能力增强，而与DM突变体转染细胞共培养时，MC38细胞的迁移速度降低。进一步验证发现，ExoGP73能显著增强受体癌细胞的迁移和侵袭能力。体内实验进一步证实，ExoGP73通过尾静脉注射可促进小鼠肝脏转移瘤的形成，增加转移灶的数量和体积。上述结果表明，GP73通过调控外泌体分泌促进肿瘤肝转移。

图5 源自高GP73肝细胞的外泌体具有促转移作用

6.GP73调控富含NAV2的外泌体生成