双重靶向PI3K–mTOR通路抑制三阴性乳腺癌转移与免疫治疗抵抗的机制研究
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时间:2025年10月08日
来源:Molecular Cancer Therapeutics 5.5
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本综述系统阐述了双重PI3K–mTOR通路抑制剂(以Paxalisib为代表)通过靶向EZH2的双重功能(催化性H3K27me3修饰与非催化性NF-κB共激活),抑制三阴性乳腺癌(TNBC)中转移起始细胞(MIC)表型、逆转上皮-间质转化(EMT)、重塑肿瘤免疫微环境,并增强免疫治疗响应的分子机制。研究为克服TNBC治疗抵抗提供了创新性联合策略。
双重PI3K–mTOR阻断抑制增殖迁移并诱导表型转换
研究团队通过对比泛PI3K抑制剂(Wortmannin)、亚型选择性PI3K抑制剂(Idelalisib、Alpelisib)及双重PI3K–mTOR抑制剂(Paxalisib、Omipalisib等)在多种TNBC细胞系(包括MDA-MB-231、MDA-MB-468、SUM149PT和4T1)中的效果,发现双重抑制剂对细胞增殖的抑制效果显著更强。Paxalisib在MDA-MB-231细胞中的IC50值低于2.5 μmol/L,且能有效抑制细胞迁移。进一步研究发现,Paxalisib处理可降低间质标志物Vimentin的表达,同时增加上皮标志物E-Cadherin的表达,诱导间质-上皮转化(MET)。流式细胞术分析显示,Paxalisib处理使CD44high/CD24low肿瘤干细胞(CSC)群体减少67%。此外,与耐药性相关的蛋白标志物(ABCB5、ALDH1、Snail)及持久性癌细胞表型标志物(NF-κB p65、FOXQ1、NRF2、NNMT)的表达均显著下降。在患者来源的循环肿瘤细胞(CTC)中,Paxalisib处理还降低了IL-6的表达,并诱导了病毒模拟相关基因(如GBP2)的表达上调。
在4T1同系移植模型中,Paxalisib(7.5 mg/kg)与抗PD1联合使用显示出最佳疗效和可耐受的安全性。该联合治疗显著降低了原发肿瘤负荷和重量,并减少了肺转移结节的数量(包括突出型和平坦型结节)。通过ScreenCell滤膜捕获并鉴定CD45?VIM+SNAIL+ CTCs,发现联合治疗组小鼠血液中CTC数量显著减少。组织病理学分析表明,治疗组小鼠肺部白细胞浸润和脾脏髓外造血现象减轻,提示系统性的抗肿瘤效果。在联合化疗(Abraxane)的三联方案中,抗肿瘤效果进一步增强。
利用CODEX多重免疫荧光技术和NanoString nCounter分析,研究揭示了Paxalisib联合抗PD1治疗对肿瘤免疫微环境的深刻影响。空间表型分析显示,联合治疗增加了B细胞、中性粒细胞和树突状细胞(DC)的浸润,同时减少了巨噬细胞和基质细胞的比例。细胞邻域分析(Cellular Neighborhood Analysis)表明,B细胞和中性粒细胞在肿瘤中心聚集,而DC位于外围。转录组分析进一步证实,联合治疗增强了抗原呈递、T细胞受体(TCR)信号、细胞毒性及干扰素(IFN)反应相关基因的表达,并增加了细胞毒性T细胞、B细胞和DC的丰度。此外,与免疫治疗抵抗相关的衰竭T细胞、调节性T细胞(Treg)以及促肿瘤的肥大细胞群体显著减少。
研究发现,PI3K的调节亚基p85β(由PIK3R2编码)在TNBC患者样本和细胞系中存在核定位。Paxalisib处理降低了核内p85β和H3K27me3的水平,并破坏了p85β与EZH2之间的相互作用。通过Duolink邻位连接技术(PLA)证实,在患者化疗后的外周血单核细胞(PBMC)中,p85β–H3K27me3相互作用增强,提示其与耐药性相关。机制上,Paxalisib处理降低了EZH2的mRNA和蛋白表达,并减少了EZH2与NF-κB p65的相互作用。整合EZH2和H3K27me3的ChIP-seq数据与差异表达基因分析显示,Paxalisib调控的EZH2靶基因主要富集于启动子和远端 intergenic 区域,包括炎症(IL-6)、耐药(FOXQ1、NNMT)和转移(KRT14)相关基因。其中部分基因同时被EZH2、H3K27me3和NF-κB结合,提示存在转录抑制与激活的复杂调控。
对公共临床数据集的分析表明,PIK3R2高表达与TNBC患者的不良预后相关,包括更短的远处无转移生存期和总生存期。在接受化疗联合免疫检查点抑制剂治疗的转移性TNBC患者中,PIK3R2高表达者预后更差。此外,在新辅助化疗后残留病灶的患者中,PIK3R2高表达与远处复发风险正相关。这些结果支持PIK3R2作为TNBC预后和预测性生物标志物的潜力。
本研究深入揭示了双重PI3K–mTOR抑制在TNBC治疗中的多重机制:一方面通过靶向MIC群体、逆转EMT、抑制炎症信号(如IL-6)和诱导病毒模拟,直接抑制肿瘤进展和转移;另一方面通过重塑免疫微环境,增强抗肿瘤免疫并减少免疫抑制细胞群体。更重要的是,研究阐明了Paxalisib通过抑制p85β核 translocation,破坏其与EZH2的相互作用,从而同时靶向EZH2的催化(H3K27me3介导的基因沉默)和非催化(NF-κB介导的基因激活)功能,克服耐药性。这些发现为PI3K–mTOR抑制剂与免疫治疗联合应用提供了坚实的理论基础,并提示PIK3R2可作为精准医学中的生物标志物,用于识别可能从该治疗策略中获益的TNBC患者群体。
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