肺内皮PEAR1通过捕获LOXL2和CTSD诱导肿瘤细胞休眠的新机制

本研究针对肿瘤细胞休眠机制不清的难题，发现内皮细胞跨膜蛋白PEAR1可通过结合并隔离促增殖因子LOXL2和CTSD，诱导肿瘤细胞进入p27K-高表达的休眠状态。该研究揭示了PEAR1-CTSD/LOXL2轴在维持肿瘤休眠中的重要功能，为预防转移复发提供了新靶点。

在癌症治疗领域，最令人困扰的现象之一是患者在接受成功治疗后多年，突然出现远处转移复发。这背后的元凶是处于"休眠状态"的播散肿瘤细胞（DTCs），它们像定时炸弹一样潜伏在体内，一旦被唤醒就会导致灾难性后果。研究表明，这些休眠细胞常常聚集在微血管周围，暗示内皮细胞可能在维持肿瘤休眠中扮演关键角色。然而，调控肿瘤细胞进入休眠状态以及从休眠中苏醒的分子机制仍然迷雾重重。

以往研究主要集中在内皮细胞分泌的因子如血栓反应蛋白-1（THBS1）上，但对内皮细胞表面受体如何直接参与这一过程了解甚少。发表在《Molecular Cancer》的这项研究带来了突破性发现：内皮细胞上的一个特殊"哨兵"——PEAR1蛋白，能够有效"扣押"两个促癌因子，迫使肿瘤细胞进入长期休眠状态。

为了揭开内皮细胞诱导肿瘤休眠的神秘面纱，研究团队首先建立了一套精巧的体外共培养系统。他们将人脐静脉内皮细胞（HUVECs）或小鼠肺内皮细胞（MLECs）与各种肿瘤细胞共同培养，这些肿瘤细胞携带了一个特殊的"休眠指示器"——mVenus-p27^K-融合蛋白。当肿瘤细胞进入休眠状态时，这个指示器就会发出信号。结果令人振奋：与内皮细胞共处的肿瘤细胞确实变得"安静"了，增殖减少，休眠标志p27^K-增加，而细胞死亡率没有变化。

更巧妙的是，研究人员通过细胞分选技术将已经进入休眠状态的肿瘤细胞分离出来，重新单独培养。这些细胞虽然起步缓慢，但最终都能重新开始增殖，在体外和体内都形成肿瘤，完美证明了休眠状态的可逆性。

接下来，研究团队进行了一场大规模的"寻宝"行动，利用siRNA技术筛选了532个在内皮细胞中高表达的跨膜和分泌蛋白。最终，PEAR1与CCL2、BMP6、THBS1等蛋白脱颖而出，它们的内皮细胞敲除显著削弱了诱导肿瘤休眠的能力。

为了验证PEAR1在体内的真实作用，研究人员构建了内皮细胞特异性敲除PEAR1的小鼠模型（EC-Pear1-KO）。结果令人震惊：与对照组相比，EC-Pear1-KO小鼠在静脉注射各种肿瘤细胞后，肺部转移灶数量显著增加，同时休眠肿瘤细胞比例大幅减少。这种效应在自发性转移模型（原发性肿瘤切除后）和遗传性乳腺癌模型（MMTV-PyMT）中都得到了验证，凸显了PEAR1在抑制转移中的普适性作用。

最关键的问题是：PEAR1是如何发挥作用的？研究人员发现，仅PEAR1的胞外部分就足以诱导肿瘤细胞休眠。通过蛋白质相互作用筛选，他们意外地发现PEAR1能够强力结合两个已知的促癌因子：LOXL2和CTSD。这两个"坏分子"原本的作用是促进肿瘤细胞增殖和转移，抑制它们进入休眠状态。而PEAR1就像一位尽职的"监狱长"，通过"扣押"这些促增殖因子，迫使肿瘤细胞进入休眠状态。

特别值得关注的是CTSD（组织蛋白酶D）的新角色。研究人员发现，CTSD能够被肿瘤细胞快速摄取，并激活AKT-mTORC1信号通路，从而抑制休眠、促进增殖。而当PEAR1存在时，它能够阻断CTSD的细胞摄取及其下游信号激活。在肿瘤细胞中敲低CTSD，能够模拟PEAR1的作用，增强肿瘤细胞休眠，减少转移形成。

本研究主要采用了以下关键技术方法：建立了内皮细胞-肿瘤细胞共培养系统并利用mVenus-p27^K-报告基因监测休眠状态；通过siRNA筛选技术鉴定内皮源性休眠介质；构建了内皮细胞特异性基因敲除小鼠模型（EC-Pear1-KO和EC-Ccl2-KO）并在多种肿瘤转移模型中验证表型；运用蛋白质互作质谱分析鉴定PEAR1相互作用蛋白；采用流式细胞术、免疫荧光、体内生物发光成像等多种手段综合评价肿瘤休眠与转移。

Endothelial cells induce tumor cell dormancy in vitro

研究人员通过建立内皮细胞与肿瘤细胞的共培养系统，证实内皮细胞能够诱导多种肿瘤细胞进入休眠状态，表现为细胞计数减少、Ki67阳性细胞比例下降、p27阳性细胞比例增加，而细胞存活率不变。分离出的p27阳性肿瘤细胞在脱离内皮环境后能够重新增殖，证明这种休眠状态是可逆的。

Identification of PEAR1 and CCL2 as endothelial-derived dormancy mediators

通过siRNA筛选532个内皮高表达跨膜和分泌蛋白，发现PEAR1、CCL2、BMP6、THBS1等是潜在的内皮源性休眠介质。其中PEAR1和CCL2在不同肿瘤细胞系中均显示出较强的休眠诱导能力。

Endothelium-specific loss of PEAR1, but not of CCL2, reduces tumor cell dormancy and accelerates metastasis in vivo

内皮特异性敲除PEAR1（EC-Pear1-KO）小鼠在多种肿瘤转移模型中均显示肺转移增加、肿瘤细胞休眠减少，而CCL2敲除的表型具有肿瘤类型依赖性。PEAR1缺失不影响肿瘤细胞死亡和外渗，但显著促进转移形成。

PEAR1 sequesters CTSD and LOXL2 to induce tumor cell dormancy

PEAR1通过其胞外部分直接结合并隔离LOXL2和CTSD这两个促增殖因子。LOXL2和CTSD均能促进肿瘤细胞增殖、抑制休眠，而PEAR1的存在可阻断它们的作用。肿瘤细胞中同时敲低CTSD和LOXL2能模拟PEAR1的促休眠效应。

CTSD inhibits tumor cell dormancy and promotes metastasis

CTSD能被肿瘤细胞内化，激活AKT-mTORC1信号通路，从而抑制休眠。肿瘤细胞中CTSD敲低能增强p27表达，减少体内转移形成，增加休眠肿瘤细胞比例，证实CTSD是维持肿瘤细胞增殖状态的关键因子。

该研究首次揭示了内皮细胞跨膜蛋白PEAR1通过结合并功能性地隔离两个促增殖因子LOXL2和CTSD，从而诱导肿瘤细胞休眠的新机制。这一发现不仅深化了对肿瘤微环境中细胞间相互作用的理解，更重要的是为控制肿瘤转移复发提供了新的战略思路。研究表明，增强PEAR1的功能或抑制CTSD/LOXL2的活性，可能成为维持肿瘤细胞休眠、防止转移复发的有效策略。

这一机制特别具有临床转化潜力，因为针对CTSD和LOXL2的抑制剂开发已有一定基础，而PEAR1本身也可能作为治疗工具，用于降低游离CTSD和LOXL2水平。相反，抑制PEAR1则可能用于唤醒休眠细胞，使其对化疗敏感，为清除残留病灶提供新途径。

该研究解决了肿瘤生物学中的一个核心难题——播散肿瘤细胞如何在不增殖的情况下长期存活，以及什么因素最终触发了它们的再激活。通过将研究焦点从传统的分泌因子转向跨膜蛋白的直接相互作用，这项研究为理解肿瘤细胞-内皮细胞交叉对话开辟了新视角，对改善癌症患者的长期生存具有重要启示意义。