乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤，晚期乳腺癌大多具有侵襲性強、惡性程度高、易發(fā)生病灶轉(zhuǎn)移等特點，是乳腺癌患者死亡的主要原因。骨髓、腦是乳腺癌常見的轉(zhuǎn)移部位，大多數(shù)診斷為LMD（軟腦膜疾病，軟腦膜是在大腦和脊髓表面的含有腦脊液的膜）的乳腺癌患者已建立了椎體骨轉(zhuǎn)移。此前，乳腺癌細胞在腦膜內(nèi)轉(zhuǎn)移和增殖的分子機制尚不清楚，這限制了有效治療方法的發(fā)展，導致乳腺癌轉(zhuǎn)移到軟腦膜的治療效果非常差。

2024年6月21日，美國杜克大學的研究團隊在《Science》期刊發(fā)表了題為“Breast cancer exploits neural signaling pathways for bone-to-meninges metastasis”的文章。該研究表明：小鼠中的乳腺癌細胞（BCCs）可以繞過血腦屏障，沿著連接椎體或頭顱骨髓和腦膜的血管，通過腹腔遷移侵入軟腦膜（LM）。這一過程基于BCCs表達的整合素α6（Integrin α6）與血管基底膜層粘連蛋白（laminin，LN）的結(jié)合。一旦進入LM，BCCs與血管周圍腦膜巨噬細胞共定位并誘導其表達促存活神經(jīng)營養(yǎng)膠質(zhì)源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（GDNF）。鞘內(nèi)阻斷GDNF、巨噬細胞特異性消除GDNF或BCCs中GDNF受體神經(jīng)細胞粘附分子（NCAM）的缺失可抑制乳腺癌在LM內(nèi)的生長。這些數(shù)據(jù)表明Integrin α6和GDNF信號軸是抗乳腺癌LM轉(zhuǎn)移的新治療靶點。

從以上可以看出，研究團隊主要研究了兩方面的內(nèi)容：乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移到LM的途徑和乳腺癌細胞在LM中存活和增殖的機制。首先我們來介紹下乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移到LM的途徑。

一、乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移到LM的途徑：依賴Integrin α6和LN的結(jié)合沿著血管外表面遷移到LM。

在1833-P重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）移植小鼠模型（成熟的異種移植模型，1833為人肺癌腺癌細胞）中發(fā)現(xiàn)小鼠通常會出現(xiàn)進行性雙側(cè)后肢麻痹（BHLP），BHLP是LM轉(zhuǎn)移和馬尾綜合征的潛在后遺癥。組織學分析證實了患有BHLP的移植小鼠存在BCCs的LM轉(zhuǎn)移。對1833-P移植小鼠和EO-LM2移植小鼠（新的具有免疫功能的骨轉(zhuǎn)移性BC小鼠模型，從BHLP小鼠腦膜中采集小鼠EO771-tdTomato-Parental（EO-P）乳腺癌細胞連續(xù)植入心內(nèi)，EO771為小鼠髓樣乳腺癌細胞）的腰椎進行了放射學和組織學分析，micro-CT成像顯示，患有LMD的小鼠椎體靜脈竇骨通道的平均直徑加寬，這是骨髓靜脈竇進入椎管和LM的孔。且研究發(fā)現(xiàn)1833-P和EO-LM2 BCCs通過血管外遷移進入LM。這不是癌細胞獨有的遷移方式，該研究團隊在之前就發(fā)現(xiàn)造血譜系細胞也能夠沿著椎體或者顱腦骨髓的富含LN的導靜脈遷徙到軟腦膜從而成為大腦血管系統(tǒng)的一部分，分析癌細胞可能學習了這種方法。（圖1）

圖1. BCCs通過血管外遷移進入LM

（文中所有圖片均來源于《Science》雜志）

接下來，研究者發(fā)現(xiàn)表達在乳腺癌細胞表面的Integrin α6對它們侵入到腦膜腔是必要的。使用CRISPR-Cas9敲除1833-P和EO-LM2細胞中的Integrin α6，BHLP發(fā)生率降低，可抑制乳腺癌細胞的腦膜轉(zhuǎn)移，并延長小鼠的存活期。而在Integrin α6陰性的MCF7細胞中過表達Integrin α6后心內(nèi)移植細胞，使MCF7細胞可轉(zhuǎn)移到大腦，并在大腦中檢測到LMD且33％小鼠出現(xiàn)了BHLP。接著，研究人員發(fā)現(xiàn)在所有EO-LM2移植小鼠的顱骨通道內(nèi)的靜脈竇血管外表面都有BCCs，而在EO-LM2-a6 KO移植小鼠中未鑒定到BCCs。以上數(shù)據(jù)表明BCCs沿靜脈竇血管遷移到LM依賴Integrin α6。（圖2）

圖2. Integrin α6介導BCCs向LM轉(zhuǎn)移

二、乳腺癌細胞在LM中存活和增殖的機制：依賴GDNF:NCAM信號。

軟腦膜中營養(yǎng)水平很低，癌細胞是如何存活和增殖的呢？帶著這個疑問，研究人員進行了RNA測序分析來篩選EO-LM2細胞中可能支持癌細胞在腦膜中存活或增殖的信號通路，結(jié)果表明NCAM1在EO-LM2細胞中上調(diào)，且在EO-LM2細胞表面表達。IHC結(jié)果顯示GDNF在1833-P和EO-LM2移植小鼠的LM基質(zhì)內(nèi)的沉積顯著增加，且GDNF來源于CD206+巨噬細胞。此外，研究表明鞘內(nèi)GDNF阻斷、巨噬細胞特異性GDNF消除或從BCCs中敲除NCAM都會抑制BC在LM中的生長。從以上結(jié)果可知：乳腺癌細胞進入腦膜腔后會與腦膜巨噬細胞共定位，癌細胞的存在會刺激巨噬細胞分泌促生存的神經(jīng)營養(yǎng)因子GDNF，繼而GDNF會結(jié)合到乳腺癌細胞上的受體NCAM，激活抗凋亡信號通路。（見圖3）

圖3. GDNF:NCAM信號可提高營養(yǎng)不良條件下BCCs的存活率

最后，研究人員探究了Integrin α6和GDNF表達與BC患者腦膜轉(zhuǎn)移相關性。發(fā)現(xiàn)Integrin α6陽性與腦膜病變之間存在統(tǒng)計學顯著的相關性，基于腦膜的活檢顯示NCAM2在BC中廣泛表達。而后，研究者對腦膜轉(zhuǎn)移活檢標本組進行IHC檢測，6個樣本中5個顯示GDNF陽性。與健康對照樣本相比，疾病樣本GDNF和CD68表達更高。進一步分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤樣本中的CD68+細胞多數(shù)表達GDNF，并且GDNF+區(qū)域內(nèi)的大多數(shù)細胞是CD68+。這些數(shù)據(jù)表明巨噬細胞是患者中GDNF沉積的重要來源。（圖4）

圖4. 基于腦膜的BC轉(zhuǎn)移表達有Integrin α6、NCAM和GDNF

綜上，該研究揭示了乳腺癌細胞依賴Integrin α6進入軟腦膜的新機制，且乳腺癌細胞在腦膜微環(huán)境中利用GDNF/NCAM信號通路增強自身生存的機制（見下圖）。這些發(fā)現(xiàn)為乳腺癌LM轉(zhuǎn)移預測、預防和治療提供了新靶點和潛在新策略。

云克隆開發(fā)了與該研究相關的靶標產(chǎn)品，部分指標節(jié)選如下：

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