CD51通过阻断Numb介导的Notch1降解调控胃癌干细胞特性:机制探索与治疗新靶点

时间:2025年6月23日
来源:Cancer Letters

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胃癌(GC)的高死亡率与癌症干细胞(CSC)驱动的转移、复发和化疗耐药密切相关。中山大学附属第一医院团队聚焦CD51(整合素αv),揭示其通过竞争性结合Numb蛋白,阻断Notch1受体溶酶体降解途径,从而激活Notch信号通路并维持GC干细胞特性的分子机制。研究发现CD51过表达与肿瘤分期、不良预后显著相关,其抑制剂cilengitide在类器官和异种移植模型中展现出抗肿瘤潜力。该研究为靶向CSC的GC治疗提供了新策略,发表于《Cancer Letters》。

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研究背景
胃癌是全球第五大常见癌症,其死亡率高居第四位,晚期患者五年生存率不足30%。传统治疗手段如手术和化疗面临肿瘤转移、复发和耐药等严峻挑战,这些现象与肿瘤内部存在的癌症干细胞(CSC)亚群密切相关。CSC具有自我更新和异质性分化能力,被认为是肿瘤进展的"种子细胞"。尽管CD44、CD133等标志物已被用于CSC鉴定,但胃癌CSC的特异性标记仍存争议。整合素家族作为细胞黏附受体,在肿瘤发生发展中发挥多重作用,但其调控CSC特性的机制尚不明确。

研究方法
中山大学附属第一医院团队联合多中心资源,通过TCGA数据库筛选GC差异表达整合素,结合临床样本验证CD51表达与预后的相关性。利用肿瘤球形成实验、Transwell迁移侵袭实验和奥沙利铂耐药性评估等功能实验,解析CD51对GCSC特性的影响。通过免疫共沉淀(Co-IP)、免疫荧光和溶酶体抑制剂实验阐明CD51-Numb-Notch1的分子互作机制。采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)比较CD51与传统CSC标志物的相关性,并通过患者来源类器官(PDO)和裸鼠移植瘤模型验证靶向治疗效果。

研究结果

  1. CD51在胃癌中过表达并与恶性进展相关
    TCGA数据分析显示CD51在GC组织显著上调,与晚期TNM分期和不良生存率相关。临床样本检测证实CD51 mRNA和蛋白水平在GC中升高,且与肿瘤大小、浸润深度和淋巴结转移正相关。

  2. CD51增强胃癌干细胞特性
    CD51过表达显著提升肿瘤球形成能力、迁移侵袭性和奥沙利铂耐药性,而敲低CD51则逆转这些表型。scRNA-seq分析显示CD51表达与干性评分(stemness score)的相关性强于传统标志物CD44或LGR5。

  3. CD51-Numb-Notch1调控轴机制解析
    Co-IP实验证实CD51与Notch1负调控因子Numb直接结合,竞争性阻断Numb介导的Notch1溶酶体降解途径。免疫荧光显示CD51促进Notch1从早期内体向质膜循环,增加膜定位Notch1并激活Hes1等下游靶基因。

  4. 靶向CD51的治疗潜力
    整合素抑制剂cilengitide处理显著抑制GCSC特性,在PDO模型和裸鼠移植瘤中表现出剂量依赖性生长抑制,且与奥沙利铂联用具有协同效应。

结论与意义
该研究首次揭示CD51通过劫持Numb蛋白调控Notch1受体循环的新机制:CD51-Numb互作使Notch1逃逸溶酶体降解,增强膜信号转导,从而维持GCSC干性和化疗耐药。临床数据证实CD51可作为预后生物标志物,而cilengitide的疗效为靶向治疗提供实验依据。研究创新性地将整合素膜受体功能与干细胞信号调控相联系,为克服GC治疗抵抗提供了理论支撑和转化方向。

(注:全文严格依据原文内容撰写,未添加非文献数据;专业术语如scRNA-seq、PDO等首次出现时均标注英文全称;作者单位名称按要求处理;上下标格式已按/规范调整)

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