STK11缺失通过CXCL1介导的PMN-MDSCs扩增重塑乳腺癌免疫微环境

本研究针对乳腺癌免疫抑制微环境中STK11基因的调控机制展开探索。研究人员通过构建Stk11基因敲除小鼠模型，结合RNA测序与细胞因子阵列技术，发现STK11缺失会激活免疫相关信号通路并显著上调CXCL1表达。体内实验证实Stk11-KO肿瘤具有更强致瘤性，并伴随 polymorphonuclear myeloid-derived suppressive cells（PMN-MDSCs）的扩增。该研究为STK11缺陷型乳腺癌患者提供了靶向免疫抑制微环境的新治疗策略。

　　

乳腺癌作为女性发病率最高的恶性肿瘤，其肿瘤微环境（TME）通常呈现免疫抑制特性。虽然联合新辅助化疗与免疫治疗已成为高风险三阴性乳腺癌的标准方案，但这种策略尚未常规应用于其他乳腺癌亚型。近年来研究发现，丝氨酸/苏氨酸激酶11（STK11）的体细胞突变在乳腺癌中约占1.9%，且与免疫调节存在潜在关联。STK11作为肿瘤抑制因子，其失活突变在非小细胞肺癌中已被证实会导致免疫检查点抑制剂（ICIs）耐药，但在乳腺癌中的作用机制仍待阐明。

为了深入探索STK11在乳腺癌免疫调控中的功能，研究团队通过慢病毒载体介导的CRISPR/Cas9技术，成功构建了Stk11基因敲除（Stk11-KO）的小鼠乳腺癌细胞系（M158、NF639和PY8119）。通过RNA测序技术，研究人员发现Stk11缺失导致56个差异表达基因（DEGs）的共同变化，其中炎症相关基因和细胞迁移相关基因呈现显著富集。蛋白质相互作用网络分析显示，STK11与β-catenin（由Ctnnb1基因编码）存在功能关联。

基因集富集分析（GSEA）结果进一步证实，Stk11-KO细胞中多个免疫相关通路被激活，包括IL6-JAK-STAT3信号通路、炎症反应通路和TNF-α信号通路等。通过细胞因子抗体阵列技术，研究人员发现Stk11-KO细胞中CXCL1（C-X-C motif chemokine ligand 1）的表达呈现一致性上调，其他如IL-4、MCP-1/CCL2、M-CSF等细胞因子也显著升高。

临床样本分析显示，乳腺癌患者血浆CXCL1水平与组织STK11表达呈负相关。通过酶联免疫吸附测定（ELISA）对122例乳腺癌患者和22例健康志愿者血浆样本进行检测，发现虽然CXCL1水平在健康组与患者组间无显著差异，但低STK11表达患者的CXCL1水平显著高于高表达组。

为了验证Stk11缺失对肿瘤免疫微环境的体内影响，研究团队建立了免疫活性小鼠原位乳腺癌模型。将PY8119亲代细胞与Stk11-KO细胞分别注射至C57BL/6小鼠乳腺脂肪垫，结果发现Stk11-KO组肿瘤体积显著大于对照组。

通过流式细胞术对肿瘤浸润免疫细胞和循环免疫细胞进行分析，发现Stk11-KO肿瘤小鼠外周血中CD11b⁺Ly6C^-Ly6G⁺ polymorphonuclear myeloid-derived suppressive cells（PMN-MDSCs）显著增加，而肿瘤局部PMN-MDSCs也有升高趋势。同时，CD3⁺CD4⁺ T淋巴细胞略有减少，其他免疫细胞亚群未呈现显著变化。

主要技术方法包括：通过慢病毒载体构建稳定Stk11-KO细胞系；采用RNA测序技术进行转录组分析；使用细胞因子抗体阵列检测蛋白表达变化；利用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测临床样本CXCL1水平；建立小鼠原位乳腺癌模型；应用流式细胞术分析免疫细胞亚群。临床样本来源于国立成功大学医院临床医学研究中心人类生物银行。

Alteration of downstream genes after Stk knockout

通过TCGA数据库分析发现STK11低表达乳腺癌患者总生存期较差。RNA测序显示Stk11-KO细胞中56个差异表达基因共同变化，其中7个基因（Nod2、Nos2、C3、Cdh5、Plat、Pmp22和Pde4b）一致上调，Bpifb4则下调。蛋白互作网络揭示STK11与β-catenin存在功能联系。

Enhancement of immune-related pathways after Stk11 knockout

GSEA分析显示Stk11-KO细胞中免疫相关通路显著富集。细胞因子阵列证实CXCL1在三种细胞系中一致性上调，且与STK11表达呈负相关。临床样本分析显示肿瘤分级与CXCL1水平存在关联。

Stk11 suppression alters populations of tumor-infiltrating and circulating immune cells

体内实验表明Stk11-KO肿瘤生长更快。流式细胞分析发现循环PMN-MDSCs显著增加，肿瘤局部PMN-MDSCs也有升高趋势，提示免疫抑制微环境形成。

本研究证实STK11缺失通过上调CXCL1表达，促进PMN-MDSCs扩增，从而塑造免疫抑制性肿瘤微环境。这一发现不仅揭示了STK11缺陷型乳腺癌的免疫逃逸机制，也为针对PMN-MDSCs的靶向治疗提供了理论依据。鉴于PMN-MDSCs在免疫检查点抑制剂耐药中的关键作用，针对CXCL1/PMN-MDSCs轴的治疗策略可能改善STK11突变乳腺癌患者的免疫治疗疗效。该研究发表于《Cancer Immunology, Immunotherapy》2025年第74卷，为乳腺癌精准免疫治疗提供了新的方向。