GATA6与TET1通过调控TGF-β/SMAD通路驱动乳腺癌相关成纤维细胞活化的分子机制研究

《Cell Death Discovery》：The transcriptional regulators GATA6 and TET1 regulate the TGF-β pathway in cancer-associated fibroblasts to promote breast cancer progression

本期推荐：研究人员针对乳腺癌微Fs活化机制不明的关键问题，通过整合TCGA/METABRIC队列分析和功能实验，揭示了TET1通过去甲基化SMAD4启动子激活GATA6-TGF-β正反馈环路的新机制。该研究首次阐明表观遗传调控因子TET1与转录因子GATA6协同促进CAFs转化的分子轴，为靶向肿瘤微环境的精准治疗提供新靶点。

　　

在肿瘤生物学领域，癌症相关成纤维细胞(CAFs)犹如肿瘤微环境中的"幕后黑手"，通过分泌细胞因子和重塑细胞外基质为癌细胞生长铺路。尽管已知转化生长因子-β(TGF-β)是CAFs活化的关键诱导因子，但驱动正常成纤维细胞(NFs)向CAFs转化的分子开关仍是个未解之谜。更令人困惑的是，不同癌症类型中CAFs表现出显著异质性，这种可塑性背后的表观遗传调控机制亟待阐明。正是这些知识空白，促使Tarbiat Modares大学的研究团队将目光聚焦于转录因子GATA6和表观调控因子TET1——这两个在胚胎发育和细胞重编程中发挥关键作用、却在CAFs研究中被忽视的分子。

研究人员采用多组学整合分析策略，首先通过TCGA和METABRIC数据库的1986例乳腺癌样本发现TET1表达与SMAD/TGF-β通路基因呈显著正相关。随后利用原代分离的CAFs和TGF-β诱导的CAFs模型，结合基因敲降/过表达、染色质免疫沉淀(ChIP)、甲基化敏感高分辨率熔解曲线(MS-HRM)等技术，系统解析了TET1/SMAD4/GATA6调控轴的功能机制。体内实验则采用CFSE标记的CAFs与MDA-MB-231细胞共移植小鼠模型，评估靶向抑瘤效果。

"GATA6和TET1在乳腺癌CAFs中上调"部分揭示：通过分析E-GEOD-29270数据集发现，与NFs相比，CAFs中GATA6和TET1 mRNA水平分别显著升高1.8倍和3.2倍(P<0.05)。临床样本qRT-PCR显示，虽然肿瘤组织中GATA6无差异，但在TGF-β诱导的CAFs中其表达较NFs增加2.5倍，且可被SMAD抑制剂SB 431542逆转，证实TGF-β/SMAD通路对GATA6的调控作用。

"GATA6和TET1调控CAFs特性与功能"部分证明：siRNA敲降GATA6或TET1使CAFs标志物αSMA、FAP和FSP-1蛋白水平下降40-60%(P<0.05)，而mRNA过表达则使NFs获得CAFs表型。Hoechst 33342/PI双染显示敲降组CAFs死亡率增加3倍，且条件培养基中IL-6、VEGF和TGF-β分泌量减少50%以上，导致乳腺癌细胞迁移侵袭能力显著减弱。

"TET1通过DNA去甲基化调控SMAD4表达"部分阐明：ChIP证实TET1在CAFs中富集结合SMAD4启动子2.7倍(P<0.001)。MS-HRM分析显示TET1过表达使SMAD4启动子甲基化水平降低65%，而敲降则增加1.8倍。5-氮杂胞苷处理可模拟TET1效应，证实表观遗传调控机制。

"SMAD4介导的GATA6调控TGF-β表达"部分发现：SMAD4过表达使GATA6启动子活性增强3.5倍，而GATA6又可直接结合TGF-β启动子区域，形成SMAD4→GATA6→TGF-β的正反馈循环。这种分子互作解释了CAFs持续活化的自维持机制。

"GATA6和TET1敲降抑制体内肿瘤进展"部分显示：与对照组相比，GATA6或TET1敲降的CAFs使移植瘤体积缩小20%，Ki67阳性细胞减少45%(P<0.01)，CFSE信号强度降低60%，表明靶向该轴可同时抑制肿瘤增殖和CAFs定植。

讨论部分强调，该研究首次揭示TET1介导的SMAD4去甲基化与GATA6驱动的转录激活形成协同作用，构成维持CAFs活化的表观遗传-转录调控网络。这不仅解释了CAFs在TGF-β刺激下的持续活化现象，更为重要的是，针对GATA6/TET1的双重抑制策略可能比单一通路阻断更有效克服CAFs异质性带来的治疗挑战。从转化医学角度看，鉴于TET1小分子抑制剂已有临床前研究基础，该发现为开发靶向肿瘤微环境的联合治疗方案提供了理论依据。

这项发表于《Cell Death Discovery》的研究，通过整合生物信息学、分子生物学和动物实验，描绘了CAFs活化过程中表观遗传与转录调控的精密耦合机制。其创新性在于突破传统TGF-β信号研究的局限，将发育生物学中的重要调控因子GATA6和表观修饰酶TET1引入肿瘤微环境研究领域，为理解基质细胞重编程提供了新视角。未来研究可进一步探索该调控轴在其他CAFs亚型中的普适性，以及靶向干预对肿瘤免疫微环境的影响，推动肿瘤基质靶向治疗从实验室向临床转化。