暨南大學曲辰團隊：肝癌的靶向治療新策略
11月21日，暨南大學曲辰研究團隊在期刊《Molecular Cancer》上發(fā)表了題為“Myofibroblast-derived extracellular vesicles facilitate cancer stemness of hepatocellular carcinoma via transferring ITGA5 to tumor cells”的研究論文，本研究中，分析結果顯示，ITGA5在HCC組織的間質成纖維細胞中高度富集，并促進腫瘤進展和不良預后。尤其是，ITGA5通過間質成纖維細胞的外泌體向HCC細胞傳遞，誘導其獲得癌干細胞樣特性。機制上，ITGA5直接與YES1結合，促進YES1及其下游通路的激活，從而增強HCC細胞的干細胞特性。此外，在HCC小鼠模型中，阻斷ITGA5會抑制由ITGA5+間質成纖維細胞驅動的腫瘤進展，并增強PD-L1治療的療效。本研究闡明了由EV介導的從肌成纖維細胞向腫瘤細胞轉移ITGA5的新機制，從而增強了HCC的干細胞特性。靶向ITGA5的治療有助于阻止HCC的進展，并改善PD-L1治療的效果。
背景信息
肝細胞癌（HCC）是一種全球預后不良的侵襲性惡性腫瘤。手術切除是HCC的主要治療手段；然而，手術切除的適應癥限制了其在特定人群中的應用。此外，大約有50-70%的HCC患者在接受局部治療后5年內會出現疾病復發(fā)。盡管免疫療法已顯示出益處，但其對晚期或復發(fā)性HCC患者的治療效果仍不令人滿意。
腫瘤微環(huán)境（TME）在惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著關鍵作用。作為肝癌（HCC）微環(huán)境的重要組成部分，成纖維細胞樣細胞在HCC進展和復發(fā)中發(fā)揮著重要作用。肝纖維化組織中，成纖維細胞樣細胞通過α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）和膠原蛋白I的表達而被識別?，F有的證據表明，成纖維細胞樣細胞可能主要起源于激活的肝星狀細胞（HSCs）。在正常肝臟組織中沒有成纖維細胞樣細胞的存在。然而，在慢性損傷的肝臟纖維化組織中，它們參與了細胞外基質的產生和肝纖維化的發(fā)展。大多數HCC患者存在不同程度的肝纖維化，這增強了HCC微環(huán)境中成纖維細胞樣細胞的浸潤。成纖維細胞樣細胞在TME中的浸潤通過多種機制促進HCC進展。成纖維細胞樣細胞通過分泌細胞因子或細胞外囊泡（EVs）增強HCC細胞的增殖、遷移、侵襲和癌干細胞樣（CSC-like）特性。
阻斷ITGA5可改善HCC在體內的進展
為了研究靶向ITGA5在HCC中的治療潛力，研究人員設計了一種新型的ITGA5靶向肽模擬物AV3，并在體外和體內進行給藥。研究人員用5-羧基熒光素(5FAM)標記的AV3進行體外結合研究，結果顯示AV3與ITGA5-EV處理的HCC細胞的結合能力強于未處理的HCC細胞。此外，AV3有效抑制了ITGA5-EV誘導的HCC細胞的增殖和球形形成，并降低了EV處理的HCC細胞中CSC標志物MYC、EPCAM和SOX2的表達。
之前的研究發(fā)現，在移植到正常肝臟小鼠體內的HCC組織中，存在少量的成纖維細胞樣細胞。尤其是，預先用四氯化碳(CCl4)灌胃顯著增強了移植到正常肝臟小鼠體內的HCC組織中的成纖維細胞樣細胞的浸潤。為了模擬成纖維細胞樣細胞的浸潤并研究ITGA5+成纖維細胞在HCC進展中的功能，研究人員在用CCl4灌胃預處理的小鼠中建立了HCC模型。在這種原位HCC小鼠模型中，研究人員發(fā)現AV3治療顯著抑制了HCC的生長，而不影響體重。此外，免疫組織化學染色顯示，ITGA5治療顯著降低了原位HCC組織中干細胞標記物EPCAM的表達。這些證據證實，ITGA5阻斷降低了HCC細胞的干細胞特性。而且，研究結果還表明，從接受AV3治療的小鼠體內提取的HCC組織中，ITGA5+和α-SMA+細胞的數量減少了。這些數據表明，ITGA5阻斷還降低了HCC組織中的ITGA5+成纖維細胞浸潤。
阻斷ITGA5可以改善HCC在體內的進展
抑制ITGA5可以增強PD-L1阻斷治療的效果
雖然PD-1或PD-L1阻斷治療已成為晚期HCC的重要治療選擇，但只有20-30%的患者對此療法有響應。越來越多的證據表明，成纖維細胞或癌相關成纖維細胞調節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境，影響PD-1或PD-L1阻斷治療的效果。生物信息學分析顯示，ITGA5表達與癌相關成纖維細胞浸潤、間質評分、免疫細胞浸潤和免疫檢查點相關基因表達相關。這表明ITGA5影響ICI的療效。因此，研究人員利用CCl4預處理的原位HCC小鼠模型來研究是否抑制ITGA5可以增強ICI的治療效果。
為了評估ITGA5阻斷在改善ICI治療效果方面的作用，研究人員將小鼠分為免疫球蛋白G（IgG）組、生理鹽水組、ITGA5抑制劑AV3組、PD-L1抗體組或PD-L1抗體與AV3的聯合治療組。生物熒光成像顯示，在肝癌移植后2天，即可檢測到腫瘤。可是，這些組之間的熒光強度沒有顯著差異。然而，在肝癌移植后10天，聯合治療組的原位肝癌的熒光強度顯著低于接受抗PD-L1或AV3治療的小鼠記錄的熒光強度。與單獨使用AV3或抗PD-L1治療相比，AV3和PD-L1抗體的聯合治療也顯著延長了原位肝癌小鼠的生存時間。此外，分析結果還表明，AV3和抗PD-L1的聯合治療顯著降低了肝內轉移的發(fā)生率。
研究結果進一步證實聯合治療的抗HCC作用。結果還表明，AV3和抗pd - l1聯合治療比單獨使用AV3或抗pd - l1治療能更好地控制HCC的進展。為了評估AV3對HCC TME的影響，研究人員通過多重免疫熒光和免疫組化評估了TME細胞的浸潤情況。單藥和聯合治療均影響髓源性抑制細胞和腫瘤相關巨噬細胞浸潤。
然而，聯合療法顯著增加了CD8+和CD4+T細胞的浸潤。值得注意的是，只有AV3單藥療法和聯合療法顯著降低了ITGA5+肌成纖維細胞（ITGA5+α-SMA+細胞）的浸潤。此外，研究人員比較了各組小鼠腫瘤組織中M1巨噬細胞和M2巨噬細胞的浸潤情況。結果顯示，靶向ITGA5增強了PD-L1對M2巨噬細胞的抑制作用；但對M1巨噬細胞沒有顯著影響。
結論
本研究發(fā)現了一種新的調控途徑，其中肌成纖維細胞通過產生將ITGA5轉移到HCC細胞的EVs來增強HCC細胞的干性。在機制上，研究人員發(fā)現ITGA5主要通過激活YES1及其下游通路來增強HCC細胞的干細胞性。此外，本研究揭示了ITGA5是HCC的潛在治療靶點，靶向ITGA5是提高免疫治療療效的新策略。
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