乳腺癌干细胞中 B7-H3 转录调控机制的蛋白组学解析：开辟癌症治疗新路径

《iScience》：Unveiling transcriptional mechanisms of B7-H3 in breast cancer stem cells through proteomic approaches

在癌症研究领域，B7-H3 在多种实体瘤中显著过表达，但其在癌症干细胞（CSCs）中的表达调控机制不明。研究人员针对此开展了乳腺癌 CSCs 中 B7-H3 转录机制的研究。他们利用 DNA 亲和纯化 - 质谱（DAP-MS）技术，发现 DDB1 等关键转录因子调控 B7-H3 表达，为癌症治疗提供了新方向。

　　在癌症的复杂世界里，免疫检查点分子 B7-H3（一种 I 型跨膜糖蛋白，属于 B7 超家族）宛如一颗 “暗棋”，在多种实体瘤中异常活跃。它在肿瘤的发生、转移以及免疫逃逸过程中扮演着关键角色，然而其具体的调控机制却如同迷雾，尤其是在癌症干细胞（CSCs）中。CSCs 具有自我更新、致瘤性和转移潜能等特性，B7-H3 在 CSCs 中的高表达与肿瘤的不良预后密切相关，可现有治疗手段却因对其调控机制缺乏了解而受限，因此，揭开 B7-H3 在 CSCs 中的转录调控奥秘迫在眉睫。

来自首尔国立大学、康 won 国立大学等研究机构的研究人员勇挑重担，开展了一项旨在揭示乳腺癌 CSCs 中 B7-H3 转录调控机制的研究。研究人员发现了包括 DDB1、XRCC5、PARP1、RPA1 和 RPA3 在内的关键转录因子，它们如同 “分子开关”，调控着 B7-H3 的表达。这一发现意义重大，为开发靶向免疫疗法提供了新的靶点，有望打破癌症治疗的困境，为患者带来新希望，该研究成果发表于《iScience》杂志。

研究人员主要运用了 DNA 亲和纯化 - 质谱（DAP-MS）技术、基因敲低实验和多种细胞功能检测实验。通过 DAP-MS 技术筛选与 B7-H3 启动子结合的蛋白；基因敲低实验验证转录因子对 B7-H3 表达的调控作用；肿瘤球形成实验、细胞迁移实验等评估相关蛋白对 CSC 特性的影响 。

研究结果如下：

• B7-H3 在 CSC 样细胞群体中高表达：通过流式细胞术、蛋白质免疫印迹（western blot）和定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）分析，发现 B7-H3 在 CSCs 中的表达显著高于非 CSCs（NCSCs）及其亲本 MDA-MB453 细胞系。在不同癌细胞系来源的 CSCs 中，B7-H3 也呈现高表达，这表明 B7-H3 与 CSC 样特性存在功能关联。
• 鉴定 B7-H3 启动子 DNA 结合蛋白：对 B7-H3 基因转录起始位点（TSS）上游区域进行序列分析，确定了关键调控区域。通过克隆不同长度的 B7-H3 启动子片段进行荧光素酶报告基因实验，发现 CSC 特异性调控区域位于 TSS 上游 300 - 500bp。利用 DAP-MS 分析，结合生物素化 DNA 探针，筛选出 47 种与 B7-H3 启动子 DNA 结合更紧密的蛋白，经进一步分析确定了 6 种潜在转录因子候选蛋白，排除 Cul4B 后，最终确定 5 种关键转录因子：DDB1、XRCC5、PARP1、RPA1 和 RPA3。
• 表征 B7-H3 转录因子候选蛋白的功能：通过基因敲低实验，在 CSCs、HCT116 和 HeLa 细胞系中验证了这 5 种转录因子对 B7-H3 表达的调控作用。实验结果表明，敲低这些转录因子会导致 B7-H3 蛋白和 mRNA 水平下降，且它们与 B7-H3 启动子的结合亲和力在 CSCs 中更高。
• 转录因子与癌症干性的关联：肿瘤球形成实验和细胞迁移实验表明，敲低 DDB1、PARP1、XRCC5、RPA1 和 RPA3 会显著降低 CSC 的肿瘤球形成能力和细胞迁移能力，其中 DDB1 的影响最为显著，这说明这些转录因子通过调控 B7-H3 表达维持 CSC 的特性。
• DDB1 抑制剂对癌症干细胞干性的影响：用 DDB1 抑制剂硝唑尼特（NTZ）处理 CSCs，发现 B7-H3 的蛋白和 mRNA 水平显著下降，CSC 的细胞活力、肿瘤球形成能力和细胞迁移能力也明显降低。B7-H3 基因敲除的 CSCs 对 NTZ 的敏感性降低，进一步证明 NTZ 通过抑制 DDB1 调控 B7-H3 表达，进而影响 CSC 的特性。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次发现 DDB1 等转录因子对 B7-H3 表达的调控作用，为理解 CSCs 中 B7-H3 的调控网络提供了新视角。这些转录因子在 DNA 修复和免疫调节中的双重作用，为开发联合治疗方案提供了理论依据。然而，研究也存在局限性，如 DAP-MS 技术可能存在非特异性结合，研究基于体外模型，转录因子在 CSC 生物学中的广泛作用和相互作用有待进一步研究。尽管如此，该研究成果依然为癌症治疗开辟了新的道路，未来有望基于这些发现开发出更有效的靶向疗法。