JUN-ENPP1-cGAS-STING轴介导膀胱癌免疫逃逸与肿瘤进展的机制研究

《Journal of Translational Medicine》：JUN–ENPP1–cGAS–STING axis mediates immune evasion and tumor progression in bladder cancer

本研究针对膀胱癌(BC)免疫治疗响应率低、易发生免疫逃逸的临床难题，深入探讨了ENPP1在肿瘤恶性进展及免疫抑制微环境形成中的关键作用。研究人员通过生物信息学分析、分子生物学实验及动物模型验证，首次揭示转录因子JUN直接调控ENPP1表达，进而抑制cGAS-STING通路活性，导致CD8+ T细胞浸润减少和功能受损的分子机制。研究证实靶向ENPP1可显著增强PD-L1抑制剂疗效，为膀胱癌联合免疫治疗提供了新策略。

膀胱癌是全球范围内发病率和死亡率较高的泌尿系统恶性肿瘤，其中肌层浸润性膀胱癌(MIBC)预后极差，易发生远处转移。尽管免疫检查点抑制剂(ICIs)如PD-1/PD-L1抑制剂已成为晚期膀胱癌的标准治疗手段，但多数患者会出现原发性或继发性耐药，其深层机制尚未完全阐明。肿瘤细胞通过多种内在机制逃避免疫监视，是导致免疫治疗失败的关键因素。cGAS-STING通路作为天然免疫的核心调控者，在激活抗肿瘤免疫应答中发挥重要作用，然而肿瘤细胞如何抑制这一通路从而实现免疫逃逸，特别是在膀胱癌中，仍是一个亟待解决的科学问题。

近期研究表明，外切核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶1(ENPP1)在多种肿瘤中通过水解2'3'-cGAMP抑制STING通路激活，但ENPP1在膀胱癌中的具体功能及其上游调控机制尚不明确。同时，转录因子JUN作为AP-1复合物的核心组分，已知参与肿瘤免疫调节，然而JUN是否调控ENPP1表达进而影响膀胱癌免疫微环境，仍有待探索。

本研究发表在《Journal of Translational Medicine》，研究人员通过整合生物信息学分析、体外细胞实验和体内动物模型，系统阐明了JUN-ENPP1-cGAS-STING轴在膀胱癌免疫逃逸中的作用机制。研究发现不仅揭示了ENPP1促进肿瘤恶性进展的新机制，还为改善膀胱癌免疫治疗疗效提供了潜在靶点。

研究采用的主要技术方法包括：利用TCGA-BLCA数据库进行生物信息学分析；通过免疫组化(IHC)验证临床样本中ENPP1表达；采用shRNA干扰和过表达技术构建基因修饰细胞系；通过细胞增殖(CCK-8)、凋亡(流式细胞术)、迁移(伤口愈合)和侵袭(Transwell)实验评估ENPP1功能；建立小鼠皮下移植瘤模型评估体内疗效；通过染色质免疫共沉淀(ChIP)和双荧光素酶报告基因实验验证JUN对ENPP1的转录调控。

ENPP1表达与膀胱癌临床病理特征及预后的关系

研究人员首先通过TCGA数据库分析发现，ENPP1在晚期T分期、淋巴结转移和远处转移的膀胱癌组织中显著高表达，且与患者总体生存期(OS)和疾病特异性生存期(DSS)缩短显著相关。多因素Cox回归分析证实ENPP1是膀胱癌的独立预后因素。来自87例膀胱癌患者的组织样本验证结果显示，ENPP1在MIBC中的表达显著高于非肌层浸润膀胱癌(NMIBC)，在淋巴结阳性病例中也明显上调。

ENPP1促进膀胱癌细胞增殖、侵袭和迁移并抑制凋亡

研究人员通过RT-qPCR、免疫荧光和Western blot检测了不同膀胱癌细胞系中ENPP1的表达水平，发现J82细胞表达最高，T24次之，UMUC3和253J表达较低。通过建立ENPP1过表达和敲低细胞系，功能实验表明ENPP1过表达显著增强UMUC3和253J细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并抑制细胞凋亡；而ENPP1敲低则产生相反效果。Western blot分析显示ENPP1过表达降低cleaved caspase-3水平，提高Bcl-2/BAX比值，证实其抗凋亡作用。

ENPP1抑制CD8⁺ T细胞趋化性和细胞毒性

通过Transwell迁移实验和ELISA分析，研究人员发现ENPP1过表达的膀胱癌细胞条件培养基显著抑制CD8⁺ T细胞的迁移能力和IFN-γ、颗粒酶B(Gzms-B)的分泌。相反，ENPP1敲低则增强CD8⁺ T细胞的这些功能。值得注意的是，ENPP1过表达下调而非上调PD-L1表达，表明其免疫抑制功能不依赖于PD-1/PD-L1轴。进一步机制研究发现，ENPP1通过下调CD8⁺ T细胞趋化因子CCL5和CXCL10的表达，抑制T细胞向肿瘤微环境的募集。

ENPP1通过抑制cGAS-STING通路促进免疫逃逸

Western blot和ELISA实验证实，ENPP1过表达显著抑制cGAS-STING通路关键分子(STING、TBK1和IRF3)的磷酸化以及下游IFN-β的产生；而ENPP1敲低则激活该通路。使用cGAS-STING抑制剂C170处理ENPP1敲低细胞，可逆转其增强的CD8⁺ T细胞功能和chemokine表达，证实ENPP1通过抑制cGAS-STING通路促进免疫逃逸。

JUN转录激活ENPP1表达

通过生物信息学预测和实验验证，研究人员发现转录因子JUN可直接结合ENPP1启动子区域并激活其转录。JUN在膀胱癌中高表达且与不良预后相关，与ENPP1表达呈正相关。JUN过表达上调ENPP1表达，而JUN敲低则下调ENPP1表达。救援实验证实，在JUN敲低细胞中重新过表达ENPP1，可逆转cGAS-STING通路激活和CD8⁺ T细胞功能增强。

体内实验验证ENPP1的促瘤作用及治疗潜力

小鼠皮下移植瘤实验显示，ENPP1过表达促进肿瘤生长，减少CD8⁺ T细胞浸润；而ENPP1敲低抑制肿瘤生长，增加CD8⁺ T细胞浸润。更重要的是，ENPP1敲低与PD-L1抑制剂联合治疗显著增强抗肿瘤效果，表明靶向ENPP1可克服PD-L1抑制剂耐药。

本研究首次揭示了JUN-ENPP1-cGAS-STING轴在膀胱癌免疫逃逸中的关键作用。研究发现不仅阐明了ENPP1通过抑制cGAS-STING通路和CD8⁺ T细胞功能促进肿瘤免疫逃逸的分子机制，还鉴定出JUN作为ENPP1的上游转录调控因子。这些发现为理解膀胱癌免疫抑制微环境的形成提供了新视角，也为开发新的治疗策略奠定了理论基础。

从转化医学角度看，本研究具有重要的临床意义。研究发现ENPP1高表达与膀胱癌不良预后相关，提示ENPP1可作为膀胱癌预后生物标志物。更重要的是，ENPP1抑制剂与PD-L1阻断剂的联合使用在动物模型中显示出协同抗肿瘤效果，这为临床克服免疫治疗耐药提供了新思路。目前已有多种ENPP1抑制剂进入临床前研究阶段，本研究为这些药物的临床应用提供了理论依据和实验支持。

值得注意的是，ENPP1介导的免疫抑制机制可能不仅限于cGAS-STING通路调控。ENPP1还参与腺苷代谢，可能通过A2A/A2B受体信号通路间接抑制T细胞功能。此外，ENPP1高表达与M2型巨噬细胞和癌症相关成纤维细胞(CAFs)浸润增加相关，提示其可能通过多种机制塑造免疫抑制微环境。未来研究需要进一步阐明这些复杂网络的相互作用，为开发更有效的联合治疗策略提供全面指导。

总的来说，本研究系统阐明了JUN-ENPP1-cGAS-STING轴在膀胱癌免疫逃逸中的作用机制，为改善膀胱癌免疫治疗疗效提供了新的靶点和策略。随着对肿瘤免疫微环境认识的不断深入，针对ENPP1的靶向治疗有望成为膀胱癌免疫治疗领域的新突破点。