编者按

食管腺癌（EAC）作为全球七大常见癌症之一，是一种极具侵袭性的恶性肿瘤，过去40年间在西方国家的发病率激增约700%，患者5年生存率仅20%。其发病与肥胖、胃食管反流病(GERD)和Barrett食管密切相关。SOX4作为SRY相关的HMG-box(Sox)家族转录因子，已被证实是一个潜在的促癌因子，在器官发育和祖细胞分化中起关键作用，但其在EAC中的具体作用和分子机制尚不明确。

8月26日，哥伦比亚大学医学院、浙江大学遗传学研究所及环特生物等研究团队在Cancer Letters（IF=10.1）发表最新研究，基于类器官模型等，首次揭示了SOX4通过直接调控SEMA3C表达，来促进食管腺癌进展的分子机制，证实SOX4-SEMA3C轴是EAC进展的关键驱动因素，不仅深化了对EAC发病机制的理解，也为EAC靶向治疗提供了新的潜在靶点。

本研究中，研究人员基于类器官研究（你开学，我放价丨环特类器官试剂盒开学礼，请领取硬核福利！），揭示了SOX4在EAC中的关键作用及其分子机制，并进一步证实了SEMA3C作为EAC治疗靶点的潜力，为开发针对EAC的新疗法提供了理论基础。

01 研究亮点

通过类器官、细胞、小鼠模型等多层面验证了SOX4–SEMA3C轴的功能，首次揭示了SOX4–SEMA3C轴在EAC中的关键作用；

利用基因编辑技术及RNA-Seq和ChIP-Seq等多组学整合分析，证实SEMA3C是SOX4的直接靶点，明确了SOX4通过直接调控SEMA3C表达促进肿瘤增殖、上皮间质转化(EMT) 和转移的分子机制，揭示了新的信号通路；

利用TCGA数据、组织微阵列和患者来源类器官（PDO）验证表达与预后关系，临床相关性高，并首次提出靶向SEMA3C或其受体NRP2/PLXND1可能成为EAC治疗新策略。

02 主要研究成果

1. SOX4在EAC中高表达，且与不良预后相关

研究人员通过分析TCGA数据库和106例EAC样本的组织微阵列（TMA）发现，在EAC肿瘤组织中，SOX4表达显著高于正常组织，且SOX4的表达水平与肿瘤分级、患者生存率负相关。实验数据显示，93.4%的EAC肿瘤组织表达SOX4，而81.3%的癌旁正常组织几乎不表达SOX4。此外，OE33、SK-GT-4等EAC细胞系中，SOX4表达显著高于正常食管上皮细胞。因此，SOX4的高表达与EAC的发生发展密切相关。

图1

2. SOX4促进EAC细胞增殖、存活和上皮间质转化(EMT) 

为了探究SOX4在EAC中的功能，研究人员利用shRNA技术在EAC细胞系OE33和SK-GT-4中进行了SOX4敲低实验，随后又利用基因编辑技术进行了SOX4敲除实验。结果显示，敲低或敲除SOX4显著抑制EAC细胞增殖，肿瘤球形成能力和体内成瘤能力下降，并诱导细胞凋亡。SOX4过表达时，肿瘤球的数量和大小均增加。这些结果证实了SOX4对EAC细胞的增殖和存活至关重要。

图2

转化生长因子β（GF-β）已被证实可以诱导乳腺癌细胞中SOX4的表达，促进EMT的发生。为了探究SOX4在EAC中也可诱导EMT，研究人员进行了直接验证，发现SOX4过表达会促进上皮-间质转化（EMT），而抑制SOX4则能逆转这一过程。结果显示，在OE33细胞中过表达SOX4，E-cadherin下调、N-cadherin和Vimentin上调；而在SK-GT-4细胞中敲低SOX4，导致N-cadherin和Vimentin均下调。

尾静脉注射SK-GT-4细胞实验表明，敲低SOX4显著抑制了肺转移结节的形成，降低了EAC细胞的肺转移能力。这些结果充分证实了SOX4在EAC中能促进上皮间质转化(EMT)并增强恶性进展。

图3

3. SOX4直接转录调控SEMA3C

接着，研究人员通过RNA-Seq和ChIP-Seq联合分析，筛选出45个SOX4直接靶基因，发现敲低INPP5D、GIT1、CYP27A1 和 SEMA3C这4个基因，能显著抑制EAC细胞生长，其中，SEMA3C（Semaphorin 3C）是最具功能潜力的候选基因。SEMA3C的表达在SOX4敲低后下降最为明显，且其在EAC组织和细胞系中也高表达，与患者不良预后相关。

ChIP-PCR和荧光素酶报告实验证实，SOX4直接结合SEMA3C启动子区域，并激活其转录。免疫荧光染色进一步证实，SOX4与SEMA3C在EAC组织和单细胞水平上共表达。这些结果表明，SOX4调节EAC细胞中SEMA3C的转录。

图4

4. SEMA3C能促进EAC进展

本研究中，研究人员在OE33和SK-GT-4细胞中使用ShRNA敲低SEMA3C，结果发现，敲低SEMA3C可显著抑制EAC细胞的增殖、肿瘤球形成和体内肿瘤生长，并逆转EMT表型，表现为N-cadherin和Vimentin下调。反之，在OE33细胞中过表达SEMA3C，导致N-cadherin和Vimentin升高，E-cadherin降低。因此，SEMA3C对EAC细胞的生长、存活和EMT过程是必需的。

在OE33和SK-GT-4细胞中，NRP2和PLXND1受体表达水平较高。利用SiRNA敲低NRP2和PLXND1，结果显示，NRP2和PLXND1的敲低均能显著抑制OE33和SK-GT-4细胞的生长，并诱导SK-GT-4细胞中Vimentin和N-cadherin的表达降低。因此，SEMA3C通过其受体NRP2和PLXND1，在EAC中发挥促生长和促EMT的作用。此外，研究人员也探究发现，使用SEMA3C特异性反义寡核苷酸（ASO），可有效抑制EAC细胞增殖，这显示了其作为治疗靶点的潜力。

图5

5. SOX4通过SEMA3C促进EAC进展及上皮间质转化（EMT）

在患者来源的类器官(PDO)模型中，SOX4和SEMA3C均高表达。研究人员在类器官模型中敲低SOX4，类器官数量和大小显著减少；在OE33细胞中过表达SOX4，确认其能显著上调SEMA3C的转录水平。

为了确认SEMA3C是SOX4发挥作用的关键下游因子，研究人员在SOX4敲低的EAC细胞中过表达SEMA3C。结果显示，在OE33细胞中，过表达SEMA3C可部分挽救SOX4缺失导致的细胞增殖和EMT表型逆转。因此，SEMA3C是SOX4在EAC中发挥促生长和促EMT功能的一个重要下游效应分子。

这些结果表明，SOX4-SEMA3C轴是EAC进展的关键驱动因素，SOX4在EAC中高表达，并通过直接上调其下游靶基因SEMA3C的转录，来促进EAC的生长、上皮间质转化(EMT)和转移，而且，SOX4、SEMA3C及其受体NRP2、PLXND1均为潜在的治疗靶点。

图6

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03 编者点评

      本研究首次系统揭示了SOX4-SEMA3C信号轴在EAC进展中的关键作用，发现SOX4通过直接转录激活SEMA3C表达，进而促进EAC细胞增殖、存活、EMT和转移，并强调了SEMA3C作为EAC治疗靶点的潜力，不仅深化了对EAC发病机制的理解，也为开发针对EAC的新疗法提供了理论基础。

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参考文献：

Tala Fnu, et al. The SOX4-Semaphorin3C axis promotes esophageal adenocarcinoma progression. Cancer Letters. 2025. DOI: 10.1016/j.canlet.2025.218005

Cancer Letters丨类器官模型证实SOX4-SEMA3C轴是食管腺癌进展的“加速器”！