困擾臨床許久的三陰性乳腺癌患者化療耐藥，終于找到耐藥“元兇”和作用機制。復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院近日傳出消息：該院大內(nèi)科主任王紅霞教授率領(lǐng)的課題組，在腫瘤微環(huán)境中首次鑒定出一種名為“TSPAN8+ myCAFs”的成纖維細胞耐藥新亞群，與化療失效密切相關(guān)。基于這一重大發(fā)現(xiàn)，團隊開發(fā)了靶向TSPAN8-SIRT6信號的聯(lián)合治療策略，破解患者化療耐藥難題。相關(guān)成果刊登在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Science 子刊《Science Translational Medicine》，上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院范廣建等為該論文共同第一作者。
找到乳腺癌化療耐藥“元兇”
化療藥物在三陰性乳腺癌治療中廣泛應(yīng)用，耐藥性問題日趨嚴重，特別是一部分患者化療后腫瘤快速進展，這一現(xiàn)象背后的分子機制尚不清楚。如何找到化療耐藥形成的機制，已成為臨床醫(yī)生和基礎(chǔ)研究者面臨的共同難題。復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院大內(nèi)科主任王紅霞教授表示，她帶領(lǐng)團隊從探析腫瘤微環(huán)境的異質(zhì)性出發(fā)。
在腫瘤微環(huán)境中，成纖維細胞是數(shù)量最多的一種細胞類型之一，它已被證實在調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移、血管生成和治療方面起著關(guān)鍵作用。研究團隊對新鮮切除的乳腺癌組織進行了高維流式單細胞分析，同時定量了50種蛋白質(zhì)，覆蓋了腫瘤微環(huán)境中的主要細胞亞群標(biāo)記。通過無監(jiān)督聚類分析，識別出一種獨特的類衰老樣成纖維細胞亞群，以四次跨膜蛋白tetraspanin-8（TSPAN8）高表達為特征。
課題組利用乳腺癌組織芯片和接受新輔助治療患者的臨床樣本，發(fā)現(xiàn)TSPAN8+ myCAFs富集程度與乳腺癌患者耐藥及復(fù)發(fā)進展顯著相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)確認了TSPAN8+ myCAFs在乳腺癌化療耐藥性和不良預(yù)后中的重要作用，這就意味著長期困擾乳腺癌患者化療的耐藥“元兇”被找到。
探究耐藥“偽裝”作用機制
在研究過程中，為了解耐藥“元兇”作用機制和相關(guān)性，以便為后續(xù)優(yōu)化治療策略找到方向，團隊開展了人乳腺癌組織的TSPAN8+和TSPAN8-CAF比較對化療藥物的敏感性試驗。結(jié)果顯示，當(dāng)用相同劑量的多西他賽和阿霉素治療時，與TSPAN8-CAFs相比，TSPAN8+CAFs存活率顯著提高，并通過一系列實驗技術(shù)，證實這一細胞新亞群具有衰老的特征。
以往人們認為衰老細胞是一群即將死亡的細胞。生理過程中，細胞衰老被認為是一種復(fù)雜的應(yīng)激反應(yīng)和阻礙腫瘤發(fā)生的屏障。然而，基質(zhì)成纖維細胞衰老與許多癌癥類型的發(fā)病率增加有關(guān)，并影響基質(zhì)與腫瘤細胞的相互作用。癌癥上皮附近的區(qū)域優(yōu)先富集衰老基質(zhì)細胞。盡管其機制尚不清楚，但CAFs的激活伴隨著非增殖性的“衰老”狀態(tài)和生長因子、促炎因子和降解酶的分泌增加，統(tǒng)稱為衰老相關(guān)分泌表型（SASP）。SASP成纖維細胞可以促進癌癥的生長和進展。腫瘤細胞衰老的特點是失去增殖和生長能力，阻礙了腫瘤的進展。相反，CAFs的衰老更多地與它們的激活和功能轉(zhuǎn)化有關(guān)，導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境的變化和隨后的影響，如調(diào)節(jié)因子的分泌。在這種情況下，細胞衰老是一種偽裝，掩蓋了高度靜止的狀態(tài)和增加的干性。
為進一步證實衰老特征與化療耐藥之間的關(guān)聯(lián)性和作用機制，課題組采取衰老拮抗劑、衰老關(guān)鍵分子定向敲除等科學(xué)技術(shù)干擾后發(fā)現(xiàn)，這些“新亞群”細胞通過TSPAN8-SIRT6-MYC信號軸誘導(dǎo)衰老表型、采用衰老策略對抗化療，并通過兩方面策略協(xié)同腫瘤細胞對抗化療：一是通過細胞因子IL-6和IL-8促進癌細胞干性，并有利于乳腺癌細胞在化療造成的惡劣環(huán)境中存活；二是通過代謝重編程為腫瘤細胞提供天冬氨酸和脯氨酸營養(yǎng)成分，促進了存活下來的乳腺癌細胞增殖和進展。
破解耐藥“元兇”治療策略
王紅霞團隊近年來圍繞tetraspanins家族成員在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的調(diào)控開展系列性研究，前期研究揭示：TSPAN8通過激活Hedgehog信號增強乳腺癌細胞干性（Nat Commun 2019）；腫瘤進展過程中EGF/EGFR信號通路激活通過SOX9上調(diào)TSPAN8轉(zhuǎn)錄，促進肝轉(zhuǎn)移（Oncogene 2021）；四次跨膜蛋白TSPAN8響應(yīng)胞外生長因子信號、入核調(diào)控下游基因表達的新型信號調(diào)控模式（Cell Res 2022；Cell Res 2021）；自主研發(fā)靶向TSPAN8人源化治療抗體和藥物遞送系統(tǒng)（Biomaterials 2019）
圍繞TSPAN8-SIRT6信號軸在腫瘤干性壁龕及治療抵抗調(diào)控中的關(guān)鍵作用，為進一步推動臨床診療，研究團隊利用噬菌體展示技術(shù)，從合成的人源scFv庫中篩選出了針對TSPAN8-LEL的人源單克隆抗體hT8，結(jié)合之前工作中篩選出高選擇性SIRT6激活劑MDL800，在細胞水平、類器官模型和小鼠模型中，證實TSPAN8抗體和MDL-800具有協(xié)同效應(yīng)，可以逆轉(zhuǎn)細胞衰老和化療抗性。這一發(fā)現(xiàn)為臨床逆轉(zhuǎn)乳腺癌，尤其是三陰性乳腺癌的化療耐藥性提供了新的治療策略。