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程序性死亡受體1/程序性死亡受體配體1和SRY盒轉(zhuǎn)錄因子2在三陰性乳腺癌中的研究進展

2023-08-06 23:27閆娜王金花
癌癥進展 2023年9期
關(guān)鍵詞:信號轉(zhuǎn)導干細胞受體

閆娜,王金花

1內(nèi)蒙古醫(yī)科大學研究生院,呼和浩特 010000

2內(nèi)蒙古醫(yī)科大學附屬人民醫(yī)院病理科,呼和浩特 010000

美國臨床腫瘤學會/美國病理學家協(xié)會指南指出,三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是指雌激素受體和孕激素受體免疫組化(immunohistochemistry,IHC)≤1%且人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)陰性表達的乳腺癌[1]。TNBC 占所有乳腺癌的15%~20%[2],是一種侵襲性乳腺癌亞型,患者的預后較差。TNBC 因更具侵襲性且缺乏治療靶標,已成為腫瘤學界和臨床研究的熱點。與其他乳腺癌亞型相比,TNBC 具有早期復發(fā)的特點,且遠處轉(zhuǎn)移的發(fā)生風險更大。盡管目前可以采用手術(shù)及放化療治療,但是因為遠處復發(fā)率較高且預后較差,TNBC 患者的病死率較高。目前,TNBC 的主要治療策略之一為化療,但容易發(fā)生耐藥性和腫瘤復發(fā)轉(zhuǎn)移。眾所周知,人體免疫系統(tǒng)可以識別和消除腫瘤細胞。先天性免疫細胞可產(chǎn)生促炎細胞因子,導致炎癥反應,并將腫瘤抗原提呈給適應性免疫細胞,如T 淋巴細胞,激活后的T 淋巴細胞會通過多種途徑消除腫瘤細胞。免疫檢查點通路,如程序性死亡受體1(programmed cell death 1,PDCD1,也稱PD-1)/程序性死亡受體配體1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也稱PD-L1)通路,可調(diào)節(jié)T 淋巴細胞活性以防止自身細胞遭到破壞[3]。腫瘤細胞通過在其表面表達PD-L1 來維持這種免疫抑制機制并逃避宿主免疫反應。盡管已有免疫治療的藥物作用于PD-L1陽性的TNBC,但仍缺乏有效的、全面的特異性靶向藥物。因此,迫切需要針對TNBC 的新治療策略。

SRY 盒轉(zhuǎn)錄因子2(SRY-box transcription factor 2,SOX2)在TNBC 細胞和組織中高表達,且高水平的SOX2 與TNBC 患者腫瘤細胞分化差和生存期短有關(guān)[4]。此外,SOX2 可能在體外和體內(nèi)促進TNBC 細胞的增殖和轉(zhuǎn)移,這表明SOX2 在TNBC 中充當腫瘤啟動子[5]。因此,探索SOX2 在TNBC 中的功能和作用有重要意義。

與其他類型乳腺癌相比,TNBC 有效的治療方法更為局限。全球范圍內(nèi)一些關(guān)于TNBC中PD-L1以及SOX2水平的研究報道了二者的表達與患者預后間的相關(guān)性。本文通過闡明PD-L1 和SOX2 在TNBC 患者腫瘤細胞和腫瘤浸潤免疫細胞中的表達,評估SOX2 抑制劑聯(lián)合PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制劑對TNBC的有效性,從而使患者從中獲益。

1 PD-1/PD-L1

1.1 生物功能

PD-1 是一種主要由細胞毒性T 淋巴細胞表達的共抑制受體,屬于CD28 家族,由288 個氨基酸組成。PD-1與其配體PD-L1和程序性死亡受體配體2(programmed cell death 1 ligand 2,PDCD1LG2,也稱PD-L2)相互作用,由抗原提呈細胞表達。PD-L1 主要表達于腫瘤細胞和巨噬細胞,而PD-L2 主要存在于樹突狀細胞。PD-L1 是一種協(xié)同信號分子,由CD274基因編碼,與T 細胞上受體PD-1 結(jié)合后可以刺激或抑制T 細胞免疫反應。隨著T 細胞活化程度的增加,PD-1 表達逐漸上調(diào),PD-1 與PD-L1 相互作用后,可觸發(fā)免疫受體酪氨酸抑制基序(immune receptor tyrosine-based switch motif,ITSM)來招募信號分子含SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白酪氨酸磷酸酶2(SH2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 2,SHP-2)并觸發(fā)抑制信號,導致效應T 細胞失能和細胞凋亡[6]。因此,PD-1/PD-L1 通路對T 細胞調(diào)節(jié)免疫應答過程有重要意義。

1.2 作用機制

PD-1/PD-L1 是腫瘤微環(huán)境中非常重要的信號通路,它可以促進腫瘤細胞的生長和增殖,并參與免疫逃逸過程,從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、預后等。

1.2.1 參與TNBC 的發(fā)生發(fā)展Lotfinejad 等[7]研究表明,轉(zhuǎn)染PD-L1小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)可以顯著降低PD-L1mRNA 及其蛋白的表達,而PD-L1siRNA 可以抑制TNBC 細胞增殖,提示TNBC 中PD-L1 表達上調(diào)可能對TNBC 細胞的生長發(fā)揮重要作用。PD-L1沉默可以顯著降低腫瘤細胞活力,抑制腫瘤細胞克隆形成,阻斷細胞周期,刺激細胞凋亡,抑制腫瘤細胞遷移,上調(diào)促炎細胞因子的表達,并下調(diào)抗炎細胞因子與T 細胞的共培養(yǎng)系統(tǒng)[8]。此外,PD-L1 表達下調(diào)還可以下調(diào)抗凋亡基因B 細胞淋巴瘤/白血病-2(B cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)的表達,并刺激促凋亡基因如胱天蛋白酶(caspase)3、caspase 8、caspase 9及Bcl-2 相關(guān)X 蛋白(Bcl-2-associated X protein,BAX)的表達。同時,腫瘤細胞中caspase 9 信號轉(zhuǎn)導缺失又可通過上調(diào)PD-L1 導致適應抗性,導致腫瘤復發(fā)[9]。但增加抗PD-L1 阻滯劑還可以進一步克服這種獲得性免疫抗性。

1.2.2 參與TNBC 細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移CD44 作為一種腫瘤干細胞標志物,與腫瘤細胞的生長和侵襲有關(guān)。已有研究表明,具有CD44 高表達乳腺癌干細胞的TNBC 患者可表現(xiàn)出更高的復發(fā)率和遠處轉(zhuǎn)移率[10]。PD-L1 表達下調(diào)的TNBC 細胞中CD44表達水平和克隆能力顯著降低[11]。因此,PD-L1沉默可能有助于消除TNBC 細胞中的腫瘤干細胞特性。此外,磷酸酶張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)缺失可通過磷脂酰肌醇-3-羥激酶(phosphoinositide 3-hydroxy kinase,PI3K)通路的信號轉(zhuǎn)導通路來調(diào)節(jié)TNBC 細胞內(nèi)PD-L1 水平升高,從而減少T 細胞增殖并促進T 細胞凋亡[12]。PD-L1 表達是在上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)激活時誘導的,其與間充質(zhì)特征密切相關(guān)。有研究總結(jié)了不同分子如黏蛋白1(mucin 1,MUC1)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)和核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)參與EMT 介導的乳腺癌PD-L1 表達上調(diào)[13],提示PD-L1 信號轉(zhuǎn)導通路對維持EMT 的重要性,但這些機制最終都會導致腫瘤細胞免疫逃逸。因此,PD-L1沉默可能會減少TNBC 細胞的遷移和侵襲。

1.2.3 與預后相關(guān)調(diào)節(jié)性T 細胞(regulatory T cell,Treg)是腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制性T 細胞,有助于腫瘤的發(fā)生發(fā)展,并與腫瘤患者的不良預后有關(guān)。PD-1/PD-L1 通路可以通過抑制AKT/雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin kinase,MTOR)/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶2(extracellular signal-regulated kinase 2,ERK2)通路、上調(diào)PTEN的表達來上調(diào)叉頭框蛋白P3(forkhead box P3,F(xiàn)OXP3)的表達,并誘導輔助性T 細胞1(helper T cell 1,Th1)向Treg 細胞轉(zhuǎn)化[14-15]。研究顯示,將PD-1沉默T 細胞與PD-L1沉默細胞共培養(yǎng),可以顯著上調(diào)γ干擾素(interferon-γ,IFN-γ)的表達[16],而IFN-γ可參與抗增殖和抗腫瘤機制,誘導腫瘤細胞壞死和新生血管破壞,并增加單核細胞在腫瘤微環(huán)境中的浸潤。

1.3 PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制劑治療TNBC 的效果

PD-1/PD-L1 免疫調(diào)節(jié)通路是腫瘤治療的另一個有希望的新靶標。PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制劑已在多種腫瘤中得到廣泛研究。美國食品藥品管理局(FDA)已批準抗PD-1 和抗PD-L1 免疫療法用于治療多種腫瘤,如黑色素瘤、頭頸部鱗狀細胞癌、尿路上皮癌、非小細胞肺癌及PD-L1 陽性、不可切除、局部晚期或轉(zhuǎn)移性TNBC 等[17]。由于基因突變率高和新抗原產(chǎn)生率高,腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)尤其是CD8+T 細胞被大量募集到TNBC 中,這些細胞均可高表達PD-L1,因此,在使用抗PD-1/抗PD-L1 療法之前,通過腫瘤細胞或CD8+TIL 確定PD-L1 的表達情況將有助于確保藥物的有效性[18]。

2 SOX2

2.1 生物功能

SOX2 最初在胚泡的內(nèi)細胞團和滋養(yǎng)外胚層中表達,且在發(fā)育后期存在于不同組織的干細胞中[19]。SOX2 通過細胞增殖、調(diào)節(jié)自我更新和維持多能性在胚胎期的器官發(fā)育、形態(tài)發(fā)生和規(guī)范細胞類型中發(fā)揮著重要作用。SOX2 在胚胎內(nèi)細胞團的胚胎干細胞中高表達,因此,SOX2 對維持胚胎干細胞的表型至關(guān)重要。多能干細胞的干性維持是通過核心轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的,該網(wǎng)絡(luò)由轉(zhuǎn)錄因子SOX2、八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子4(octamer-binding transcription factor 4,OCT4)和Nanog 組成。這3 個因子在功能上相互配合,以促進多能性相關(guān)基因的表達,并抑制分化相關(guān)基因的表達。在健康人體內(nèi),SOX2 在桑椹胚和囊胚內(nèi)細胞團的胚胎干細胞中表達,從而衍生出整個生物體[20]。在個體發(fā)育的后期,SOX2 主要與神經(jīng)外胚層譜系的干細胞共分離,而這些干細胞起源于上皮、神經(jīng)元和眼結(jié)構(gòu),因此,SOX2的等位基因突變已被證實與人類微小或無眼球綜合征有關(guān)。SOX2 也在成年人干細胞或祖細胞中表達,與組織穩(wěn)態(tài)和傷口愈合有關(guān)。在誘導SOX2敲除的模型中,SOX2 耗盡后2 周內(nèi)機體會出現(xiàn)強烈的組織損傷和致死性[21]。同樣,SOX2 在腫瘤細胞,特別是腫瘤干細胞(cancer stem cell,CSC)中異常表達,如SOX2 在正常肝組織中幾乎不表達,而在肝癌組織中高表達[22];正常胃黏膜中存在SOX2 高表達,但胃癌組織中幾乎沒有SOX2 表達,這表明SOX2 的表達具有腫瘤異質(zhì)性[23]。研究顯示,SOX2 在食管小細胞癌[24]、乳腺癌[25]、結(jié)直腸癌[26]、膠質(zhì)母細胞瘤[27]、皮膚基底細胞癌[28]、肺癌[29-30]、前列腺癌[31]組織中高表達,而在食管鱗狀細胞癌[24]、胃癌[32]組織中低表達,并與各種腫瘤細胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移及患者的不良預后有關(guān)。

2.2 在TNBC 中的作用機制

2.2.1 調(diào)控微小RNA(microRNA,miRNA)的表達研究發(fā)現(xiàn),miRNA-301/細胞質(zhì)多聚腺苷酸化元件結(jié)合蛋白1(cytoplasmic polyadenylation element binding protein 1,CPEB1)/沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1,SITR1)/SOX2 通路在調(diào)節(jié)乳腺癌細胞增殖、遷移和侵襲中有重要作用[33]。miRNA-301 高表達降低了CPEB1 的表達水平,通過調(diào)控SIRT1/SOX2 通路,最終使體內(nèi)正常乳腺細胞具有致瘤性,并促進這些腫瘤細胞的周期進程,抑制細胞凋亡;而抑制miRNA-340 的表達能夠?qū)е翿B 和SRY 盒轉(zhuǎn)錄因子17(SRY-box transcription factor 17,SOX17)等腫瘤抑制因子過表達,下調(diào)SOX2等癌基因的表達,從而抑制TNBC 細胞的轉(zhuǎn)移[34]。

2.2.2 參與多種信號轉(zhuǎn)導通路SOX2 可以通過多種信號通路促進腫瘤進展,其表達可以通過WNT/β-聯(lián)蛋白(β-catenin)信號通路在腫瘤惡性表型和EMT 中發(fā)揮作用[35];同時,SOX2 與β-catenin 協(xié)同上調(diào)乳腺癌細胞周期蛋白D1(cyclin D1)的表達,從而促進細胞增殖。另有研究顯示,SOX2 能夠促進SKI 樣癌基因蛋白(recombinant SKI-like oncogene,SKIL)/PDZ 結(jié)合基序轉(zhuǎn)錄共激活因子(transcriptional co-activator with PDZ-binding motif,TAZ)/結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)通路,抑制下游干擾素基因刺激蛋白(stimulator of interferon gene,STING)信號通路,并通過TGF-β信號轉(zhuǎn)導促進腫瘤新生血管生成,從而有助于TNBC 細胞的增殖、遷移、EMT[36]。SOX2 的表達能夠通過激活促分裂原活化的蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase,MAPK)/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)[37]、MEK/ERK[38]信號通路,恢復被抑制了的TNBC 細胞增殖、遷移和侵襲[39]。另一方面,SOX2 通過促進G1/S 期轉(zhuǎn)換并通過cyclin D1基因表達上調(diào)促進乳腺癌細胞增殖[40]。

2.2.3 參與腫瘤細胞干性SOX2 是CSC 的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子之一,在維持CSC 或腫瘤起始細胞的干性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。EMT 和CSC 特性也是治療耐藥的基礎(chǔ),因此,靶向這些CSC 細胞也可以為TNBC 的治療提供新的治療策略。乳腺癌患者組織病理學分析表明,與非TNBC 組織相比,TNBC組織中乙醛脫氫酶家族1 成員A1(aldehyde dehydrogenase 1 family member A1,ALDH1)的陽性表達和CD44+/CD24-的表達水平較高[41]。在轉(zhuǎn)錄水平,SOX2、MYC等多能性相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子均在TNBC中過表達,并與患者的不良預后呈正相關(guān)[23]。TNBC細胞的代謝也與CSC 相似,即使在有足夠氧氣的情況下,TNBC 細胞也會利用糖酵解來更快地產(chǎn)生能量并合成生物代謝分子[42]。此外,研究發(fā)現(xiàn),TNBC 細胞中的脂肪酸氧化中間體增加,并從脂肪酸氧化中產(chǎn)生能量以維持腫瘤細胞存活[43]。因此,CSC 對TNBC 細胞的存活和轉(zhuǎn)移也至關(guān)重要。

2.3 SOX2 參與TNBC 的治療及耐藥

目前已有多項研究報道了SOX2 參與腫瘤治療的耐藥性問題。乳腺癌細胞對紫杉醇的敏感性取決于SOX2 的表達,敲除SOX2能夠增加乳腺癌細胞對紫杉醇的敏感性并降低腫瘤細胞的侵襲能力。乳腺癌細胞中腫瘤相關(guān)巨噬細胞通過表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)和信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transduction and activator of transcription 3,STAT3)的激活來促進SOX2 的表達,從而導致化學抗性,如具有干細胞樣表型的乳腺癌細胞對他莫昔芬具有抗藥性,而這種抵抗可以通過沉默SOX2來消除[44]。另有研究表明,有一種負載透明質(zhì)酸和二甲雙胍的氧化石墨烯納米顆粒在TNBC 中能夠誘導細胞凋亡并減弱細胞的遷移能力,抑制EMT 并下調(diào)Nanog、OCT4 和SOX2 的表達,消除了腫瘤負荷帶來的總體毒性,從而解決了腫瘤復發(fā)的問題[45]。因此,認識并關(guān)注SOX2 在腫瘤耐藥中的作用可以為患者提供更多的治療選擇,尤其是那些患有高度難治性腫瘤的患者。

3 SOX2 與PD-L1 在腫瘤中的關(guān)系

有研究表明,肝癌細胞系中的SOX2 可以通過結(jié)合PD-L1基因啟動子,調(diào)控PD-L1 的表達[46]。此外,SOX2還可通過抑制蛋白酪氨酸磷酸酶非受體1型(protein tyrosine phosphatase non-receptor type 1,PTP1)和細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)的轉(zhuǎn)錄,導致Janus激酶(Janus kinase,JAK)/信號轉(zhuǎn)導與轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transduction and activator of transcription,STAT)通路過度激活以及PD-L1 過表達,進而誘導腫瘤細胞免疫逃逸[47]。Chen 等[48]的研究顯示,SOX2 高表達能夠降低CD8+T 細胞百分比并通過激活MTOR、缺氧誘導因子(hypoxia-inducible factor,HIF)、糖酵解、PI3K/AKT/MTOR 信號通路等調(diào)節(jié)PD-L1 的表達來促進非小細胞肺癌細胞的免疫逃逸。但目前仍沒有明確的研究能夠證明SOX2與PD-L1 在TNBC 中的相關(guān)關(guān)系。

4 小結(jié)與展望

在TNBC 發(fā)生發(fā)展過程中,PD-L1 與PD-1 的結(jié)合可促使腫瘤細胞獲取免疫逃逸T 細胞的能力,其中PD-L1 過表達能夠促進Bcl-2、CD44 的表達并降低促凋亡因子caspase 9、BAX 的表達,而SOX2 過表達能夠促進cyclin D1、TGF-β 以及CD44 的表達。因此,PD-L1 及SOX2 在維持腫瘤細胞干性、調(diào)節(jié)腫瘤細胞凋亡、促進腫瘤細胞增殖和侵襲方面至關(guān)重要,且能在一定程度上發(fā)揮協(xié)同作用。目前,鑒于PD-1、PD-L1 在腫瘤發(fā)生發(fā)展及浸潤轉(zhuǎn)移中的作用,越來越多的腫瘤開始采用以抗PD-1、PD-L1 免疫治療為主的綜合治療方式,但這種治療方式仍存在著耐藥、不良反應明顯等不足。由此可見,SOX2 對腫瘤細胞的化療及靶向藥物的敏感性具有一定的影響。通過了解SOX2 與PD-1/PD-L1在TNBC中的作用,能夠明確SOX2在以PD-1/PD-L1為主的免疫治療耐藥中的作用,并為臨床TNBC 患者的免疫治療提供參考。

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