研究者首先通过生物信息学手段,利用胰腺癌患者已发表的转录组数据、芯片数据、单细胞数据筛选同时在患者肿瘤组织、恶性上皮细胞中高表达基因,鉴定到了692个高表达的基因。作者进一步研究了这些高表达基因与患者预后的关系,最终鉴定到了12个高表达与患者不良预后相关的基因。其中STN1对于胰腺癌进展的相关机制报道甚少,因此作者重点关注STN1分子在胰腺癌进展中的作用。他们首先在胰腺癌患者组织芯片、患者肿瘤组织cDNA、原发胰腺癌小鼠模型Pdx1-cre, KrasLSL.G12D/+; Tp53fl/fl (KPC)小鼠模型中对这一结论进行验证,确认了高表达STN1可导致患者不良预后。随后在胰腺癌细胞系中构建了STN1敲降和回补的稳转系,通过体内和体外转移实验发现敲降STN1可显著抑制胰腺癌细胞的转移能力。同时构建了基于CRISPR/Cas9的Stn1敲除小鼠模型并观察到Stn1-/+, Pdx1-creER, KrasLSL.G12D/+; Tp53fl/fl(KPCS)小鼠的形成肝转移灶和肺转移灶的能力显著下降而生存期显著延长。进一步通过在敲降稳转系中梯度回补STN1蛋白后发现STN1促进转移的能力随蛋白量的增加而增加,这与STN1在患者肿瘤组织中的表达差异导致了预后差异的结果相一致。为了进一步探究STN1在胰腺癌患者肿瘤组织中表达上调的原因,他们通过JASPAR数据库预测结合在STN1启动子区域的潜在转录因子,并通过敲降实验、双荧光素酶报告实验、ChIP-qPCR和转移相关实验发现重要的原癌蛋白HOXB7可以促进STN1的转录。
为进一步探究STN1促进胰腺癌转移的机理,作者首先对STN1敲降的细胞进行了RNA-seq检测,发现上皮-间质转化通路的显著抑制。通过western blot、免疫组化实验,在敲降稳转系和KPCS小鼠胰腺中检测到了上皮相关marker的上调和间质相关marker的下降。进一步发现STN1的降低伴随上皮-间质转化关键转录因子ZEB1的抑制。通过转录调控相关实验显示STN1可以促进ZEB1promoter的转录活性。通过亲和纯化质谱实验鉴定到与STN1结合的转录因子STAT3,且STN1通过其蛋白结合结构域wHTH2与STAT3结合。作者也发现STN1促进转移的功能也依赖其负责结合单链DNA的OB结构域,且EMSA结果显示STN1可以结合在ZEB1 promoter区域的R -loop上并招募STAT3促进ZEB1的转录。通过使用已经进入III 期临床试验的药物napabucasin(一种STAT3抑制剂)处理STN1过表达的细胞后观察到,STAT3抑制剂对细胞转移能力的抑制效果更明显。这个结果提示对于STN1高表达的这类胰腺癌患者,施加STAT3抑制剂或许是个可能的治疗选择。