肿瘤抑制因子LKB1通过CRTC2-IL-17信号轴调控胃肠道炎症与息肉发生的新机制

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:SCIENCE ADVANCES 11.7

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  本研究揭示了LKB1缺失通过CRTC2依赖性信号通路驱动致病性TH17细胞分化,促进IL-17依赖性胃肠道息肉生长的分子机制。研究人员通过基因工程小鼠模型和单细胞测序技术,发现靶向CRTC2-IL-17信号轴可有效抑制Peutz-Jeghers综合征模型息肉发展,为LKB1突变相关肿瘤的免疫治疗提供新靶点。

  

在肿瘤生物学领域,肝脏激酶B1(LKB1)作为著名的肿瘤抑制因子,其突变与多种恶性肿瘤发生密切相关。尤其引人关注的是,携带LKB1杂合突变(Lkb1+/?)的个体几乎100%会发展为Peutz-Jeghers综合征(PJS),其特征性胃肠道息肉具有极高的癌变风险。然而长期以来,LKB1缺失如何驱动胃肠道息肉形成的机制始终是未解之谜。传统观点认为上皮细胞增殖失控是主因,但动物实验显示单纯敲除肠上皮LKB1并不会诱发息肉,暗示存在更复杂的调控网络。近年研究发现LKB1缺失肿瘤呈现独特的炎症微环境特征,这为解开谜题提供了新线索。

来自Van Andel研究所的科研团队在《SCIENCE ADVANCES》发表的重要研究,通过整合转录组学、单细胞测序和基因编辑技术,系统阐明了LKB1-CRTC2-IL-17信号轴在息肉发生中的核心作用。研究首先对12月龄Lkb1+/?小鼠的息肉组织进行RNA测序,发现IL-17信号通路显著富集。单细胞测序进一步揭示息肉中存在独特的致病性IFN-γ+ TH17细胞亚群。通过构建Lkb1+/?/Il17?/?双敲小鼠,证实IL-17缺失可使息肉面积缩小2.5倍。机制研究发现LKB1通过SIK-CRTC2信号级联调控T细胞炎症潜能,CRTC2缺失可逆转Lkb1+/? T细胞的致病性分化。临床转化方面,抗IL-17抗体治疗显著抑制已形成息肉的生长。

研究采用多组学联用策略:通过bulk RNA-seq分析息肉转录特征;利用scRNA-seq解析免疫细胞异质性;采用CRISPR-Cas9构建人源T细胞LKB1敲除模型;建立C. rodentium肠道感染模型模拟炎症微环境;使用CBP/p300抑制剂A485进行表观遗传调控研究。所有小鼠实验均采用年龄匹配的对照组,人类样本来源于健康供者外周血单个核细胞(PBMC)。

"LKB1-mutant GI polyps display signatures of pathogenic TH17 responses"部分显示,RNA-seq分析发现Lkb1+/?息肉中IL-6、IL-1β等促炎因子显著上调,单细胞测序鉴定出特有的IL-17+IFN-γ+ T细胞亚群。"IL-17 drives polyp growth in Lkb1+/? mice"证实,IL-17缺失不影响息肉发生率但显著抑制其生长(面积减少60%),且伴随巨噬细胞浸润减少。"LKB1 haploinsufficiency promotes pathogenic T cell responses"部分通过C. rodentium感染模型,发现Lkb1+/?小鼠肠道中致病性TH17细胞比例增加6倍。

关于分子机制,"LKB1 regulates pathogenic T cell inflammatory potential via CRTC2"揭示LKB1缺失导致SIK-CRTC2信号失调,CRTC2敲除可使Lkb1+/? T细胞的IL-17产量恢复正常。"CRTC2 regulates LKB1-dependent pathogenic T cell responses"显示Crtc2?/?使息肉发生率降低50%,生存期延长至野生型水平。表观调控方面,"LKB1 regulates pathogenic T cell inflammatory potential via CBP/p300 activity"证实A485抑制剂可阻断致病性TH17特征基因(Il22Il23r)表达。最后"Therapeutic targeting of IL-17 blocks GI tumor growth"证明抗IL-17抗体治疗可使已形成的息肉缩小2.5倍。

这项研究首次建立LKB1-CRTC2-IL-17信号轴与胃肠道息肉发生的因果关系,突破性地揭示LKB1通过调控T细胞炎症潜能影响肿瘤微环境的新功能。从转化医学角度看,研究为PJS患者提供了潜在治疗策略:靶向IL-17的单抗药物(如已用于银屑病的Secukinumab)或可延缓息肉进展;针对CRTC2-CBP/p300轴的抑制剂开发可能成为LKB1突变肿瘤的精准治疗方向。该发现不仅解释PJS息肉的高炎症特征,也为理解LKB1在黏膜免疫中的调控作用提供新视角,对炎症相关肿瘤的免疫治疗具有重要启示意义。

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