整合素β4通过MEK/ERK信号通路促进膀胱癌的免疫逃逸以及对PD-1阻断治疗的抵抗

《Journal of Biological Chemistry》：Integrin β4 Drives Immune Evasion and Therapeutic Resistance to PD-1 blockade in Bladder Cancer via MEK/ERK Signaling

膀胱癌（BLCA）中整合素β4（ITGB4）通过激活MEK/ERK通路上调PD-L1，导致PD-1抑制剂耐药，但ITGB4高表达与nectin4靶向抗体偶联药物（ADC）敏感正相关，为耐药患者提供联合治疗新思路。

　　膀胱癌（Bladder Cancer, BLCA）是泌尿系统中最为常见的恶性肿瘤之一，约占尿路上皮癌的90%-95%。对于晚期膀胱癌，特别是肌层浸润性膀胱癌（Muscle-invasive Bladder Cancer, MIBC），其5年生存率仅为50%，这表明该疾病的治疗仍然是一个巨大的挑战。近年来，免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs）的出现为晚期MIBC的治疗带来了新的希望。然而，尽管ICIs在某些患者中显示出持久的治疗效果，但其整体疗效仍不理想，仅有不到30%的患者能够获得客观缓解。这种局限性促使科学家们不断探索新的机制，以改善免疫治疗的疗效并克服治疗抵抗。

在癌症研究领域，细胞粘附分子（Cell Adhesion Molecules, CAMs）被认为在免疫治疗响应和肿瘤细胞迁移中发挥重要作用。CAMs是一类位于细胞表面的糖蛋白，它们不仅在细胞间相互作用中起关键作用，还与细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）的重塑密切相关。近年来的研究表明，CAMs的异常表达与多种癌症的进展有关，包括膀胱癌。其中，整合素β4（Integrin β4, ITGB4）作为CAMs家族的重要成员，其在多种癌症中的高表达已被报道，并且与肿瘤侵袭性和药物抵抗性密切相关。在膀胱癌中，ITGB4的表达水平与顺铂耐药性之间存在显著的关联。然而，关于ITGB4在膀胱癌免疫治疗中的具体作用机制，目前仍不清楚。

为了深入探讨ITGB4在膀胱癌免疫治疗中的作用，研究团队采用了一系列生物信息学分析、RNA测序以及细胞实验方法。研究发现，ITGB4通过酪氨酸1510（Y1510）的磷酸化依赖性激活MEK1/ERK1/2/c-Jun信号通路，从而调控抗肿瘤免疫反应。具体而言，ITGB4的高表达会抑制PD-1阻断治疗的抗肿瘤效果。此外，研究还发现ITGB4与ADCs（Antibody-Drug Conjugates）治疗靶点NECTIN4之间存在正相关关系，并且ITGB4的过表达能够提高膀胱癌对enfortumab vedotin治疗的敏感性。这些发现为晚期膀胱癌患者在免疫治疗失败后的治疗选择提供了理论依据。

研究团队进一步通过生物信息学分析和细胞实验验证了这些发现。在生物信息学分析中，ITGB4与PD-L1的表达水平呈现出显著的正相关性，表明ITGB4可能通过调控PD-L1的表达水平影响免疫治疗的响应。在细胞实验中，ITGB4的沉默能够显著降低HT-1376和5637细胞中PD-L1的mRNA和蛋白表达水平，而ITGB4的过表达则会导致PD-L1表达水平的升高。这些结果表明，ITGB4在调控PD-L1表达方面具有重要作用，从而影响PD-1阻断治疗的效果。

此外，研究还发现ITGB4与NECTIN4之间存在正相关关系，并且这种相关性不仅限于膀胱癌，还适用于其他类型的癌症。通过细胞实验进一步验证了这一发现，ITGB4的沉默能够显著降低NECTIN4的表达水平，而ITGB4的过表达则会提高其表达水平。这表明，ITGB4可能通过调控NECTIN4的表达水平影响ADCs治疗的效果。特别是，enfortumab vedotin作为一种针对NECTIN4的ADCs药物，已被批准用于治疗对铂类药物和ICIs治疗无效的晚期膀胱癌患者。因此，ITGB4的表达水平可能成为预测患者对enfortumab vedotin治疗反应的一个重要指标。

在动物实验中，研究团队进一步验证了ITGB4在免疫治疗中的作用。通过敲除ITGB4，研究发现PD-L1的表达水平显著降低，从而增强了PD-1阻断治疗的效果。同时，ITGB4的敲除也显著抑制了肿瘤的生长，并促进了CD8+ T细胞的浸润，这表明ITGB4在调控免疫反应中起着关键作用。此外，研究还发现，ITGB4的高表达与较差的预后密切相关，这进一步支持了其在免疫治疗抵抗中的潜在作用。

综上所述，本研究揭示了ITGB4在膀胱癌免疫治疗中的双重作用。一方面，ITGB4的高表达会通过激活MEK1/ERK1/2/c-Jun信号通路，导致PD-L1的上调，从而引起PD-1阻断治疗的抵抗；另一方面，ITGB4的高表达也与NECTIN4的上调相关，这可能提高膀胱癌对enfortumab vedotin等ADCs药物的敏感性。因此，ITGB4可能成为晚期膀胱癌患者在免疫治疗失败后进行ADCs治疗的一个重要预测因子。这些发现不仅有助于理解ITGB4在膀胱癌免疫治疗中的作用机制，也为临床治疗策略的优化提供了新的思路。