靶向NADPH氧化酶1/4双重抑制:特异性阻断TGF-β促癌作用治疗胆管癌相关成纤维细胞的新策略

时间:2025年8月19日
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

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这篇开创性研究揭示了TGF-β信号在肝内胆管癌(iCCA)中的双重作用机制:通过SMAD2/3/4通路抑制肿瘤细胞增殖,同时通过NOX4/NOX1激活癌症相关成纤维细胞(CAF)。研究创新性地提出使用双靶点抑制剂setanaxib选择性阻断TGF-β促癌作用,在保留其抑癌功能的同时,显著抑制肿瘤生长,为克服当前TGF-β受体抑制剂临床失败提供了转化医学新思路。

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TGF-β信号通路在胆管癌中的双刃剑效应

Abstract

转化生长因子β(TGF-β)信号通路因其对上皮细胞的促癌作用和对肿瘤微环境(TME)的免疫抑制特性,已成为极具吸引力的治疗靶点。在高度恶性且预后极差的肝内胆管癌(iCCA)中,最新临床试验显示TGF-β抑制剂疗效不佳。本研究系统揭示了TGF-β在iCCA中通过经典SMAD2/3/4信号通路发挥显著抑癌作用的分子机制,而抑制TGF-β受体反而促进肿瘤细胞生长。

Results

TGF-β信号在人类和鼠类CCA样本中的激活状态

通过对IDIBELL队列、TCGA和TIGER-LC数据库的分析,发现iCCA中TGFB1-2配体和TGFBR1受体表达显著升高。免疫组化显示SMAD2磷酸化水平增加,证实TGF-β信号通路激活。值得注意的是,高表达TGFBR1和TGFBR2与患者不良预后显著相关,而TGF-β通路核心成分的突变频率仅为6.6%。

TGF-β抑制促进CCA肿瘤细胞体外生长

在7种人iCCA细胞系中,5种对TGF-β1处理表现出敏感性,细胞活力下降超过50%,并伴随上皮-间质转化(EMT)样形态变化。机制研究发现,这种抑制作用依赖于完整的SMAD2/SMAD3磷酸化信号。使用TGF-β受体抑制剂galunisertib处理,反而促进HuCCT1和RBE细胞系形成更多克隆和更大球体。RNA-seq分析显示,TGF-β1上调细胞外基质(ECM)相关通路,同时下调DNA合成和细胞周期进程通路。

NOX4在iCCA中的特异性表达模式

单细胞RNA测序数据揭示NOX4特异性表达于CAF,尤其集中在肌成纤维细胞型CAF(myCAF)和抗原呈递型CAF(apCAF)。免疫组化证实NOX4与α-SMA和胶原沉积共定位。在激光显微切割的iCCA基质样本中,NOX4表达与ACTA2和COL1A1等CAF标志物显著相关。

NOX4/NOX1双重抑制的必要性

在NOX4敲除小鼠模型中,肿瘤生长未见差异。深入研究发现,NOX4缺失后,NOX1通过上调p22phox产生代偿效应。只有同时敲低NOX4和NOX1,才能完全阻断TGF-β诱导的α-SMA和胶原1表达。临床数据分析显示,NOX4和NOX1双低表达患者生存期显著延长。

双靶点抑制剂setanaxib的治疗潜力

在三种肝星状细胞(HSC)系中,setanaxib有效抑制TGF-β诱导的CAF活化标志物表达。转录组分析显示,setanaxib调控的基因数量(1390个)远超galunisertib(325个),显著抑制肌成纤维细胞活化相关通路。在混合球体实验中,setanaxib特异性抑制含CAF的球体生长,而galunisertib则促进生长。

体内模型的治疗验证

在PDX模型中,setanaxib治疗使肿瘤体积显著缩小,CAF标志物α-SMA和胶原沉积减少,而galunisertib组肿瘤增大。AKT-YAP模型证实,setanaxib降低肿瘤结节数量,改善病理分级,增加CD4+ T细胞浸润,同时降低PD-L1表达。患者分层分析显示,setanaxib特征富集组生存期延长,与CD4+ T细胞活化正相关。

Discussion

本研究阐明了iCCA中TGF-β信号通路的独特作用模式:通过SMAD依赖性机制抑制肿瘤细胞,同时通过NOX4/NOX1依赖性途径激活CAF。这种双重特性解释了直接靶向TGF-β受体治疗的局限性,并确立了setanaxib这种选择性靶向下游效应分子的临床转化价值。该双靶点抑制剂不仅能有效抑制CAF功能,还可改善肿瘤免疫微环境,为iCCA治疗提供了具有精准医学特色的新策略。

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