【Adv. Sci.】中山大学罗曼莉/宋尔卫团队：三阴性乳腺癌的靶向治疗新策略

【导读】三阴性乳腺癌(TNBC)是乳腺肿瘤中最具侵袭性的亚型。在重新分析TCGA乳腺癌数据集时，研究人员发现细胞黏附分子在TNBC样本的差异表达基因中高度富集，其中黏着斑激酶(FAK)与TNBC患者的不良生存最显著相关。

9月17日，中山大学罗曼莉/宋尔卫研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“LncRNA FAISL Inhibits Calpain 2-Mediated Proteolysis of FAK to Promote Progression and Metastasis of Triple Negative Breast Cancer”，本研究中，研究人员进行了RNA免疫沉淀测序，发现FAISL在与FAK相互作用的LncRNA中大量富集，并且在TCGA TNBC组织中频繁过表达。FAISL促进TNBC细胞黏附、细胞骨架铺展、增殖和锚定非依赖性生存。FAISL不影响FAK mRNA水平，但通过阻断Calpain 2介导的蛋白水解正向调节FAK蛋白水平。FAISL与FAK的C端结构域相互作用，从而掩盖Calpain 2的结合位点，防止FAK的裂解。TNBC患者肿瘤组织中FAISL高表达与FAK高表达及不良预后相关。在TNBC小鼠模型中，一种使用还原反应性纳米颗粒靶向FAISL的siRNA递送系统有效地抑制了肿瘤的生长和转移。综上所述，这些发现揭示了在TNBC进展中，lncRNA介导的调节FAK蛋白水解的机制，并强调了靶向lncRNA FAISL用于TNBC治疗的潜力。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202407493

背景知识

01

三阴性乳腺癌(Triple negative breast cancer, TNBC)是乳腺肿瘤中最具侵袭性的亚型，具有较高的早期转移倾向。由于TNBC缺乏激素受体(HR)和人表皮生长因子受体2 (HER2)的表达，现有的生物标志物和靶向治疗有限。黏着斑激酶(Focal adhesion kinase, FAK)是一种存在于细胞质中的非受体酪氨酸激酶，与整合素和生长因子受体偶联，调节细胞的黏附、增殖、迁移、侵袭和转移。FAK在包括三阴性乳腺癌在内的多种肿瘤中过度表达和异常激活，并在肿瘤进展和转移中发挥重要作用。

FAK蛋白在正常细胞和癌细胞中被精确调控。在细胞粘附到细胞外基质(ECM)时，整合素受体聚集并启动级联反应，FAK在Y397残基处经历自磷酸化，并被Src激酶家族进一步磷酸化以增强激活。相反，FAK被磷酸酶(如PTEN和SHP-2)去磷酸化。对FAK mRNA和蛋白稳定性的调控也有助于FAK水平的微调。E3泛素连接酶，如c-Cbl，促进FAK的泛素化，靶向其蛋白酶体降解。重要的是，FAK可以在黏着斑转换过程中被钙蛋白酶-2或半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8介导的蛋白水解。FAK的裂解和随后的降解是黏着斑中更特异的调节机制，导致黏着斑复合物的分解和细胞黏附的丧失，以及来自ECM的生存信号的中断。

由于FAK的重要致癌作用，它一直被认为是开发小分子抗癌药物的理想靶点。然而，在临床试验中，一些符合FAK靶向治疗标准的患者并没有达到预期的治疗效果。原因之一可能是FAK信号通路的调节机制尚未完全阐明，影响治疗效果的通路中可能存在未知因素。因此，深入了解三阴性乳腺癌中FAK的调控网络不仅有助于开发FAK通路中更特异的靶点，而且可能为靶向治疗识别新的生物标志物。

靶向FAISL的siRNA纳米递送系统抑制三阴性乳腺癌细胞的体内生长

02

为了将纳米粒子应用于体内治疗，研究人员评估了纳米粒子在裸鼠体内的血液循环曲线和器官分布。NPs (siRNA)(每只1 nmol siRNA剂量)由于外层保护，血液循环时间较长，半衰期约为1.5 h。相比之下，裸siRNA从血液中迅速清除，血液循环半衰期不到10 min。研究人员发现裸siRNA和NPs (siRNA)均在肾脏和肝脏中聚集，但NPs (siRNA)在肿瘤中的聚集比裸siRNA更多。

接下来，研究人员在裸鼠皮下植入MDA-MB-231细胞。植入后14 d，每只小鼠静脉注射1 nmol siRNA纳米粒，每2天1次，共3次治疗。肿瘤生长曲线显示，与PBS或纳米颗粒(siCtrl)相比，负载siFAISL的纳米颗粒显著抑制了肿瘤生长，在人体终点的肿瘤重量也证实了这一点。此外，靶向FAISL的siRNA纳米药物对小鼠的器官(心、肝、脾、肺、肾)和体重均无明显影响。

研究人员进一步收集了移植瘤，提取RNA和蛋白。RT-qPCR显示，连续3次纳米颗粒处理后，NPs (sifaisl# 1)和NPs (sifaisl# 2)可将FAISL表达降低约50%。蛋白质免疫印迹实验也显示NPs (sifaisl# 1)和NPs (sifaisl# 2)显著下调FAK蛋白水平。Ki67免疫组织化学和TUNEL染色结果显示，靶向FAISL的sirna纳米粒可有效降低移植瘤中Ki67阳性细胞数量，增加凋亡细胞比例。

靶向FAISL的siRNA纳米递送系统抑制TNBC细胞的远处转移

03

为了探讨靶向FAISL的siRNA纳米粒对三阴性乳腺癌转移的影响，研究人员通过在NOD/SCID小鼠体内原位种植侵袭性MDA-MB-231细胞建立自发肺转移模型。植入后14 d，每隔2 d尾静脉注射1 nmol siRNA /只，共连续5次。生物发光成像和肺组织HE染色显示，与PBS或siCtrl处理的小鼠相比，注射NPs (siFAISL)的小鼠肺转移发生率显著降低。Kaplan-Meier生存曲线分析表明，与PBS和NPs (siCtrl)治疗相比，NPs (siFAISL)治疗延长了小鼠的总生存期。此外，原位肿瘤组织的RT-qPCR显示，与PBS组和NPs (siCtrl)组相比，连续5次纳米颗粒处理后，NPs (sifaisl# 1)和NPs (sifaisl# 2)抑制了超过50%的FAISL表达。蛋白质免疫印迹实验结果显示敲低FAISL后FAK蛋白下降约50%。体内实验结果表明，靶向FAISL的纳米粒能有效抑制TNBC细胞的FAISL表达和肺转移。

靶向FAISL的siRNA纳米递送系统抑制乳腺癌转移

研究小结

04

综上所述，本研究结果揭示了lncRNA FAISL通过阻断Calpain 2介导的蛋白水解和稳定FAK蛋白来促进TNBC进展的一个之前未被认识的作用。本研究也强调了基于纳米颗粒的siRNA靶向FAISL治疗三阴性乳腺癌的潜力。需要进一步研究探索FAISL靶向治疗在TNBC及其他类型肿瘤中的临床应用。

【参考资料】

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202407493

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