FER激酶通过动态调控生长因子受体活性介导头颈鳞癌侵袭性生长的机制研究

《Neoplasia》：FER kinase governs invasive growth of head and neck squamous cell carcinoma through dynamic control of growth factor receptor activity

本研究针对头颈鳞状细胞癌（HNSCC）中生长因子受体（GFR）非选择性激活导致MAPK信号持续、肿瘤侵袭性强且靶向治疗效果差的临床难题，揭示了非受体酪氨酸激酶FER在调控EGFR/Y1068和MET/Y1234/5磷酸化及配体内吞运输中的核心作用。通过患者来源类器官（PDO）和异种移植（PDX）模型证明，靶向降解FER可有效抑制HNSCC的侵袭与转移，为克服GFR靶向治疗耐药提供了新策略。

　　

头颈鳞状细胞癌（HNSCC）是头颈部最常见的恶性肿瘤类型，其中90%的病例与HPV（人乳头瘤病毒）感染无关，而是与吸烟、饮酒等风险因素密切相关。这类肿瘤具有高度侵袭性，常侵犯周围组织，导致手术切除困难，局部复发率高，患者五年生存率不足50%。尽管手术联合放化疗等综合治疗手段不断进步，但患者总体生存获益有限，尤其对于局部晚期或无法手术的肿瘤，临床治疗仍面临巨大挑战。当前，针对单一生长因子受体（如EGFR）的靶向药物（如西妥昔单抗）疗效有限，反应率仅为13%，其背后机制可能与肿瘤细胞通过激活其他GFR（如MET）产生耐药有关。这种GFR信号的“冗余”激活现象，使得肿瘤细胞能够绕过单一靶点的抑制，维持其恶性表型。因此，探寻能够同时调控多种GFR活性的上游关键分子，成为改善HNSCC治疗的新希望。

本研究由荷兰乌得勒支大学医学中心病理学系的Peter D. Haughton等人完成，论文发表在《Neoplasia》杂志上。研究人员利用患者来源的肿瘤类器官（PDO）这一前沿模型，结合组织微阵列（TMA）临床数据分析、分子生物学、细胞成像及小鼠体内实验，系统地探讨了非受体酪氨酸激酶FER在HNSCC侵袭性生长中的作用机制，并创新性地应用蛋白降解靶向联合体（PROTAC）技术进行了临床前验证。

研究采用的关键技术方法包括：利用包含129例HNSCC样本的组织微阵列（TMA）进行免疫组化（IHC）分析，评估FER表达与患者预后的关联；建立患者来源类器官（PDO）模型模拟肿瘤在胶原蛋白I（Collagen-I）基质中的3D侵袭过程；通过可诱导的短发夹RNA（shRNA）敲低和基因回补实验进行功能丧失和回复验证；采用单细胞mRNA测序进行转录组学和基因集富集分析（GSEA）；利用免疫荧光（IF）、Western blot、流式细胞术（FACS）分析蛋白表达、定位与活化；通过活细胞成像追踪EGF内吞运输动力学；构建PDO来源的异种移植（PDX）小鼠模型评估体内肿瘤生长、侵袭和转移；应用FER特异性PROTAC化合物进行药理干预。

研究结果

高FER表达预示不良预后并控制HNSCC的侵袭性生长

通过对HNSCC患者组织样本的分析发现，FER高表达与淋巴结转移和患者总生存期缩短显著相关。在患者来源的类器官（PDO）模型中，FER蛋白在侵袭前沿的细胞中富集。功能实验表明，诱导敲低FER可显著抑制PDO在3D胶原基质中的侵袭能力，而不影响肿瘤细胞的基底分化状态，证实FER是HNSCC侵袭生长的关键驱动因子。

FER与侵袭前沿的生长因子受体表达相关

转录组分析揭示，FER的表达水平与“生长因子受体结合”等通路显著相关。FER敲低导致多种EGFR配体（如AREG、EREG等）转录水平下降。免疫荧光显示，FER与EGFR、MET在侵袭细胞的细胞膜上共定位，且FER敲低降低了这两种受体的总蛋白水平，但并不显著影响其在细胞表面的表达量，提示FER可能主要调控GFR的活性而非表面丰度。

FER是GFR诱导的HNSCC侵袭性生长所必需的

生化分析表明，在EGF或HGF刺激下，FER敲低显著降低了EGFR/Y1068和MET/Y1234/5位点的磷酸化水平，并抑制了下游MAPK的活化。在3D侵袭实验中，EGF或HGF诱导的侵袭增强效应完全依赖于FER的存在。空间分析进一步证实，GFR的活化主要发生在侵袭细胞前端，且此过程受FER调控。

FER调控促侵袭GFR信号的内吞运输

研究发现，FER敲低导致早期内体标志物EEA1信号积累，表明内吞运输受阻。活细胞成像显示，FER缺失使得携带EGF的内吞体运输轨迹紊乱、位移和速度显著降低。这表明FER通过调控GFR的内吞运输动力学，影响其持续活化信号，进而控制侵袭过程。

FER对于体内侵袭生长和转移至关重要

在小鼠PDX模型中，诱导FER敲低或使用FER PROTAC处理，均能显著抑制原发肿瘤的生长、局部侵袭和肺转移的发生，并延长荷瘤小鼠的生存期。组织学分析显示，FER抑制后肿瘤增殖活性降低，侵袭边界变得清晰。

临床前概念验证：FER PROTAC干预治疗侵袭性HNSCC

鉴于靶向单一GFR疗效有限，研究人员合成了两种FER特异性PROTAC分子（SIAIS352008和SIAIS262039）。体外实验证明，它们能剂量依赖性地降解FER蛋白，并有效阻断EGF或HGF刺激引起的PDO侵袭。在PDX模型中，PROTAC 008治疗显著抑制了肿瘤进展，其效果与遗传学敲低FER一致，证明了靶向FER的治疗潜力。

研究结论与意义

本研究首次阐明FER激酶作为HNSCC中多种GFR（如EGFR和MET）的上游通用调控因子，通过影响受体初始磷酸化和内吞运输速度，动态控制致癌信号的强度和持续性。这种机制使得肿瘤细胞能够灵活利用不同的GFR信号通路，从而逃避单一靶向药物的杀伤。研究的创新点在于不仅揭示了FER的新功能，还通过PROTAC这一新兴技术提供了直接靶向FER的有效策略，为克服HNSCC的靶向治疗耐药提供了全新的思路和强有力的临床前证据。鉴于FER在多种侵袭性癌种（如三阴性乳腺癌）中均有重要作用，该研究成果具有广泛的潜在转化价值。