CD90（THY-1）作为关键靶点在侵袭性肿瘤癌症治疗中的治疗作用研究

《Journal of Taibah University for Science》：Identifying the therapeutic role of CD90 as a key player in cancer treatment for aggressive tumours

本文深入探讨了癌症干细胞标志物CD90（THY-1）在肿瘤恶性进展及化疗耐药中的核心作用。研究通过CRISPR/Cas9技术构建CD90敲除模型，证实其缺失可显著抑制肿瘤增殖、侵袭、迁移、克隆形成及肿瘤球生成，并增强对 cisplatin、paclitaxel 等化疗药物的敏感性。临床数据分析显示CD90高表达与肺腺癌（LUAD）、胰腺癌（PAAD）、胃癌（STAD）患者不良预后相关。文章结论指出，靶向CD90有望成为逆转肿瘤耐药、提升治疗效力的新策略。

　　

引言

癌症治疗，尤其是针对侵袭性肿瘤的治疗，仍然面临巨大挑战，其中化疗耐药的发展是一个主要障碍。常规化疗药物如顺铂（cisplatin）、紫杉醇（paclitaxel）、依托泊苷（etoposide）和阿糖胞苷（cytarabine）通过靶向DNA复制、微管动力学和凋亡途径发挥细胞毒性作用。然而，肿瘤细胞常常通过增强DNA修复、药物外排、上皮-间质转化（EMT）以及激活生存信号通路等机制产生耐药性，这限制了治疗的长期疗效并与不良预后相关。在这些机制中，表面分子在耐药性和肿瘤干细胞特性中的作用尚不完全清楚。

CD90（Thy-1）是一种糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定的细胞表面糖蛋白，日益被认为是癌症干细胞（CSC）标志物和肿瘤进展的主动调节因子。CD90的过表达在多种恶性肿瘤中均有报道，包括肝细胞癌、非小细胞肺癌、前列腺癌、肾细胞癌、胰腺癌和胃癌，并且与不良临床结局相关。在肝癌干细胞中，CD90表达与增加的致瘤性、转移潜力和化疗耐药性相关。类似地，在肺癌和胰腺癌中，CD90⁺细胞显示出更高的克隆形成能力和侵袭性。从机制上讲，CD90通过与肿瘤微环境（尤其是间充质干细胞MSCs）的相互作用，并调节细胞粘附、迁移和侵袭，从而促进恶性特征。它还被认为影响关键的致癌信号通路，如Notch、Wnt/β-catenin、PI3K/AKT和TGF-β，这些通路都参与维持干细胞特性、EMT和抗凋亡。然而，关于CD90在化疗耐药中功能的精确理解仍不完整，且在特定肿瘤类型或背景下，CD90也被报道具有肿瘤抑制效应，这强调了进行癌症类型特异性研究的必要性。

材料与方法

本研究利用基因表达谱交互分析（GEPIA）数据库，基于癌症基因组图谱（TCGA）和基因型-组织表达（GTEx）项目的RNA测序数据，分析CD90在肿瘤与正常组织中的表达及其与患者生存的关系。选用肺癌（A549）、胰腺癌（PANC1）和胃癌（AGS和HGC27）细胞系，这些细胞系均报道有较高的CD90表达且与化疗耐药相关。通过CRISPR/Cas9技术构建CD90敲除（KO）细胞系，使用针对人CD90（THY1）基因的单向导RNA（sgRNA）进行敲除，并通过流式细胞术验证CD90表面表达的缺失。

为了建立耐药模型，对亲本细胞和CD90 KO细胞逐步递增四种化疗药物（顺铂、阿糖胞苷、依托泊苷、紫杉醇）的浓度，直至细胞能在较高药物浓度下稳定增殖。通过细胞活力测定、集落形成实验、划痕实验、Boyden小室迁移/侵袭实验、肿瘤球形成实验等功能性实验，评估CD90缺失对肿瘤细胞行为的影响。所有统计分析使用GraphPad Prism v9进行，数据以均值±标准误表示，采用双尾Student t检验，p值小于0.05认为具有统计学显著性。

结果

CD90在癌症患者中的表达

GEPIA分析显示，与正常组织相比，CD90在肿瘤组织中的表达显著升高，特别是在肺腺癌（LUAD）、胰腺癌（PAAD）和胃腺癌（STAD）中。生存分析进一步表明，CD90高表达与LUAD、PAAD和STAD患者的总生存期降低显著相关，支持了CD90作为不良预后指标的价值。

沉默CD90降低肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移

流式细胞术检测证实，在亲本细胞中，转移性胃癌细胞系HGC27的CD90⁺细胞比例最高，而原代AGS细胞系中比例最低。CRISPR-Cas9敲除后，所有测试细胞系中CD90⁺细胞比例均显著下降。功能实验结果表明，CD90敲除导致所有癌细胞系的集落形成数量减少，其中HGC27-CD90 KO细胞的减少最为显著。作为癌症干细胞特性指标的肿瘤球形成能力在CD90 KO细胞中也普遍降低。划痕实验显示，敲除CD90后，所有细胞系的伤口愈合能力在24小时及之后均显著下降。Boyden小室实验进一步证实，CD90的敲除损害了癌细胞的侵袭和迁移能力。

化疗耐药癌细胞系中CD90水平升高

在大多数建立的化疗耐药细胞系中，CD90水平相较于亲本细胞有所升高，尽管这种升高表现出药物和细胞类型特异性。例如，转移性胃癌细胞系HGC27的所有耐药衍生细胞均显示出超过90%的CD90高水平表达。在A549细胞中，所有化疗耐药细胞均表现出CD90水平升高，其中顺铂耐药细胞水平最高。在PANC1细胞中，紫杉醇耐药变体的CD90水平相对于对照细胞增加了十倍。这些结果表明，CD90的表达上调与获得性化疗耐药相关。

CD90敲除细胞对化疗药物的敏感性增强

将相同的剂量递增方案应用于CD90 KO细胞时发现，与亲本对照细胞相比，CD90 KO细胞对递增的药物浓度表现出明显降低的耐受性。CD90 KO细胞无法在亲本细胞所能耐受的高浓度下增殖，建立化疗耐药所需的最终药物剂量显著更低。这表明CD90的缺失使得肿瘤细胞更容易被化疗药物杀伤，逆转了耐药表型。

讨论

本研究结果证实CD90在胃癌、肺癌和胰腺癌模型中促进化疗耐药和致瘤能力。CD90表达在耐药变异体中升高，并与增强的肿瘤球形成、迁移和侵袭相关。CD90的敲除导致功能上对化疗的重新敏感化，提示其在维持耐药表型中起因果作用。这些发现与先前将CD90与间充质和干细胞样表型获得相联系的研究一致。CD90可能通过影响Wnt/β-catenin、PI3K/AKT等与耐药性和自我更新相关的生存通路来发挥作用。CD90的缺失可能破坏了这些通路，从而削弱了耐药表型。

然而，本研究也存在一些局限性。CD90缺失后的下游信号变化未被评估，因此无法确认机制联系。所有数据均来自体外实验，可能无法完全复制体内复杂的肿瘤微环境。此外，一些相关性是观察性的，可能受到肿瘤亚型或免疫浸润等混杂因素的影响。

结论

本研究提供了令人信服的证据，表明CD90在胃癌、肺癌和胰腺癌模型中促进化疗耐药和致瘤能力。CD90在耐药变异体中的表达上调及其敲除后对化疗的重新敏感化，突出了CD90作为耐药癌症治疗靶点的候选潜力，并可作为预后和疾病监测的潜在生物标志物。靶向CD90可能代表一种有前景的策略，以克服化疗耐药并改善侵袭性癌症的治疗效果。未来的研究需要在异种移植和PDX模型中进行体内验证，并深入剖析CD90相关的信号通路。