Akt3通过磷酸化plectin调控三阴性乳腺癌侵袭迁移的新机制

本研究针对三阴性乳腺癌（TNBC）缺乏靶向治疗方案的临床困境，通过全基因组蛋白质组学筛查首次发现细胞骨架蛋白plectin是Akt3的特异性底物。研究人员证实Akt3在Ser4268位点磷酸化plectin可促进其与vimentin的共定位，显著增强TNBC细胞的侵袭迁移能力。该发现揭示了Akt3-plectin信号轴在TNBC转移中的关键作用，为开发靶向治疗提供了新策略。

　　

三阴性乳腺癌（TNBC）作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，因其雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（Her2）的缺失，缺乏有效的靶向治疗方案，患者预后极差。肿瘤转移是导致TNBC患者死亡的主要原因，而细胞迁移和侵袭能力是这一过程的核心。磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/Akt信号通路在多种癌症中异常激活，但Akt的三个亚型（Akt1、Akt2、Akt3）在肿瘤发生和发展中的具体功能尚不明确。近年来研究发现，Akt3在28%的TNBC病例中过表达，并通过调节肿瘤干性和上皮-间质转化（EMT）促进疾病进展，然而其下游机制仍待深入探索。

为解决上述问题，香港城市大学Y. Rebecca Chin团队在《iScience》发表了最新研究，通过全基因组蛋白质组学筛查结合功能验证，揭示了Akt3通过磷酸化细胞骨架蛋白plectin驱动TNBC细胞侵袭迁移的分子机制。

本研究主要采用以下关键技术：1）基于诱导型shRNA和CRISPR/Cas9的基因敲降/敲除系统；2）磷酸化蛋白质组学筛查结合免疫亲和纯化-液相色谱-串联质谱（IAP-LC-MS/MS）分析；3）体外激酶实验验证底物特异性；4）三维（3D）细胞培养模型模拟体内肿瘤生长；5）实时细胞迁移和侵袭实验定量表型变化。

Plectin被Akt在三阴性乳腺癌细胞中磷酸化

通过诱导型shRNA系统结合Akt底物 motif抗体富集策略，研究人员在3D培养的TNBC细胞中进行了全基因组磷酸化蛋白质组学筛查。结果显示plectin是Akt3的特异性磷酸化底物之一。使用Akt抑制剂MK2206和GDC0068处理可显著抑制胰岛素样生长因子-1（IGF-1）或表皮生长因子（EGF）刺激引起的plectin磷酸化。

Plectin主要在Ser4268位点被磷酸化

序列分析发现plectin存在两个保守的Akt磷酸化位点（Ser4268和Ser4386）。通过体外激酶实验和点突变验证，证实Ser4268是Akt3磷酸化的主要位点。小鼠plectin同源位点Ser4127（对应人Ser4268）的突变几乎完全消除了Akt3介导的磷酸化。

Plectin被Akt3特异性磷酸化

体外激酶实验显示plectin可被Akt1和Akt3磷酸化，但在细胞模型中仅Akt3敲除能显著抑制EGF/IGF-1诱导的plectin磷酸化。免疫共沉淀实验证实内源性plectin与Akt3存在直接相互作用。

敲除plectin抑制三阴性乳腺癌细胞迁移和侵袭

利用诱导型CRISPR/Cas9系统敲降plectin后，TNBC细胞（Hs578T、HCC1937、HCC1143）的迁移能力和侵袭伪足形成显著受损，而细胞生长和集落形成仅受轻微影响。这表明plectin主要调控细胞运动性而非增殖。

Plectin磷酸化调控细胞迁移及其与vimentin的共定位

回补实验显示，表达磷酸化缺陷突变体（S4127A）的细胞迁移能力显著低于野生型plectin表达细胞。免疫荧光分析发现IGF-1刺激可促进plectin与vimentin在核周区域的共定位，而Akt抑制剂或磷酸化位点突变均抑制这一过程。在Akt3敲降细胞中，回补野生型或突变型plectin均无法挽救迁移缺陷，证实plectin是Akt3的下游效应因子。

该研究首次揭示Akt3通过磷酸化plectin Ser4268位点，促进其与vimentin的相互作用和TNBC细胞侵袭迁移的分子机制。这一发现不仅阐明了Akt亚型功能特异性的新机制，还为TNBC治疗提供了潜在靶点——针对Akt3-plectin信号轴的抑制剂可能有效抑制肿瘤转移。值得注意的是，plectin在不同癌症中呈现亚型特异性表达和功能，未来研究需进一步解析不同plectin亚型在肿瘤进展中的贡献，以及靶向这一通路的最佳治疗策略。