SciTranslMed乳腺癌成纤维细胞耐药机制干预策略

化疗耐药是癌症患者面临的主要挑战。少数患者中，我们观察到化疗后肿瘤的快速进展，但这一现象背后的分子机制尚不清楚。作为肿瘤微环境中数量最多的细胞类型之一，肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）在调控肿瘤转移、血管生成和治疗反应方面起着关键作用。虽近期取得了一些进展，但尝试通过靶向CAF来抑制肿瘤的药物研发在小鼠模型和癌症患者中取得了不一致的结果。CAF的异质性是导致治疗失败的关键原因。

2024年04月03日，复旦大学附属肿瘤医院王红霞课题组在Science Translational Medicine杂志在线发表题为TSPAN8+ myofibroblastic cancer-associated fibroblasts promote chemoresistance in patients with breast cancer的研究论文。项目团队在解析乳腺癌微环境中异质性时，鉴定出一类TSPAN8+ myCAFs功能亚群，这些细胞通过TSPAN8-SIRT6-MYC信号轴诱导衰老表型、采用衰老策略对抗化疗，并通过代谢重编程促进肿瘤增殖和进展。基于这些发现，研究团队开发了靶向TSPAN8-SIRT6信号的联合治疗策略，逆转乳腺癌耐药，有助于增强乳腺癌特别是三阴性乳腺癌患者的治疗效果。

为深入解析乳腺癌肿瘤微环境 (TME) 中的异质性，研究团队对新鲜切除的乳腺癌组织进行了高维流式单细胞分析，同时定量了50种蛋白质，覆盖了肿瘤微环境中的主要细胞亚群标记。通过无监督聚类分析识别出一种独特的类衰老样成纤维细胞亚群，以四次跨膜蛋白tetraspanin-8（TSPAN8）高表达为特征。以往对于TSPAN8与肿瘤进展的研究多局限于肿瘤细胞本身，对于TSPAN8在其他细胞中是否表达及其生物学功能并不清楚。课题组利用乳腺癌组织芯片和接受新辅助治疗患者的临床样本，发现TSPAN8+ myCAFs富集程度与乳腺癌患者耐药及复发进展显著相关。这一发现确认了TSPAN8+ myCAFs在乳腺癌化疗耐药性和不良预后中的重要作用。

为验证耐药相关性，研究分选来源于人乳腺癌组织的TSPAN8+和TSPAN8-CAF比较对化疗药物的敏感性。结果显示，当用相同剂量的多西他赛（Doc）和阿霉素（Doxo）治疗时，与TSPAN8-CAFs相比，TSPAN8+CAFs存活率显著提高。RNA-seq分析揭示TSPAN8+SMA+CAFs的衰老特征。进一步通过衰老标志物的表达、SASP分子分泌、SA-β-Gal染色、衰老相关γH2AX灶、有丝分裂异常（表现为多极纺锤体和多个中心体）、异染色质病灶（异染色蛋白1的表达增加）、糖酵解增加、增殖能力降低和G0/G1期速率较高等均证实了该群细胞的衰老特征。

使用在线癌症SENESCopedia，也显示TSPAN8+CAFs的表达谱与SENCAN表达分类器之间高度一致性。为确定衰老是否使TSPAN8+CAFs对化疗产生耐药性，对CDKN2A（p16INK4a）和CDKN1A（p21WAF1）进行shRNA沉默以及采用衰老拮抗剂显著恢复了TSPAN8+CAFs对化疗敏感性。机制研究揭示了sirtuin家族成员SIRT6与TSPAN8相互作用，其表达下调在该群细胞的衰老表型中发挥重要作用。

乳腺癌组织空间定位分析显示，TSPAN8+αSMA+myCAFs与干细胞样CD24-/CD44+或ALDH1+乳腺癌细胞空间毗邻，提示这两群细胞之间存在潜在相互作用。体外与体内实验证明了TSPAN8+CAFs增加了CD44+/CD24-细胞百分比。根据先前的研究结果，衰老相关分泌表型（SASP）通过细胞因子IL-6和IL-8促进癌细胞干性，并有利于在化疗造成的恶劣环境中存活。TSPAN8+CAFs联合注射组在停止治疗后显示出加速的肺转移。

这些结果表明TSPAN8+SIRT6低CAFs使乳腺癌细胞对化疗具有难治性。进一步机制探索，揭示了该群细胞通过SIRT6-MYC信号调控代谢重编程，为肿瘤细胞提供天冬氨酸和脯氨酸营养成分，促进肿瘤的再增殖和进展。在这一过程中，TSPAN8导致的组蛋白去乙酰化酶SIRT6的蛋白稳定性降低是关键原因。RBBP6是SIRT6的一个特定E3泛素连接酶。TSPAN8通过招募蛋白激酶MAPK11促进RBBP6在Ser772位点的磷酸化，从而增强了RBBP6与SIRT6的相互作用，导致SIRT6的降解。

利用噬菌体展示技术，课题组从合成的人源scFv库中筛选出了针对TSPAN8-LEL的人源单克隆抗体hT8，结合之前工作中筛选出高选择性SIRT6激活剂MDL800，在细胞水平、类器官模型和小鼠模型中，该研究发现TSPAN8抗体和MDL-800具有协同效应，可以逆转细胞衰老和化疗抗性。这一发现为逆转乳腺癌，尤其是三阴性乳腺癌的化疗耐药性提供了新的策略。

该项研究完整地揭示了CAFs中TSPAN8-MAPK11-RBBP6-SIRT6的信号传导途径，并阐明了靶向TSPAN8-SIRT6轴是作为逆转乳腺癌化疗抵抗的前景策略。