LPXN/HDAC6/EGR2轴通过增强巨噬细胞M2极化促进乳腺癌进展的机制研究

《Cell Biology and Toxicology》：The Leupaxin/HDAC6/EGR2 axis facilitates breast cancer progression by enhancing macrophage M2 polarization

本研究针对乳腺癌微环境中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）M2极化调控机制不明的难题，通过体外共培养体系和动物模型证实Leupaxin（LPXN）通过调控HDAC6/EGR2信号轴驱动巨噬细胞M2极化，从而促进乳腺癌细胞增殖、迁移和侵袭。该发现为靶向LPXN/HDAC6/EGR2轴重塑肿瘤免疫微环境提供了新的治疗策略。

　　

乳腺癌作为女性癌症死亡的主要原因，其治疗仍面临巨大挑战。尽管手术联合辅助化疗是标准治疗方案，但患者尤其是年轻女性常出现复发，转移性乳腺癌的中位生存期仅12-24个月。肿瘤微环境（TME）中的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在乳腺癌进展中扮演关键角色，其功能极化状态（促炎的M1型或免疫调节的M2型）显著影响肿瘤免疫应答。M2型TAMs通过释放免疫抑制性细胞因子抑制T细胞功能，促进肿瘤生长，而将TAMs从M2表型重编程为M1表型已成为增强免疫治疗疗效的新策略。然而，调控TAMs极化的分子机制尚未完全阐明。

本研究聚焦于黏着斑蛋白家族成员Leupaxin（LPXN），其在多种癌症中高表达且与细胞迁移和侵袭相关，但LPXN是否通过调控TAMs极化影响乳腺癌进展尚不明确。此外，组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）作为非组蛋白底物的去乙酰化酶，在肿瘤发生中起重要作用，其抑制剂Ricolinostat已在乳腺癌治疗中显示出潜力。早期生长反应蛋白2（EGR2）作为转录因子，参与巨噬细胞极化的调控，且HDAC6被报道可作为EGR2的去乙酰化酶。然而，LPXN、HDAC6和EGR2三者如何在乳腺癌微环境中相互作用并调控TAMs极化仍未知。

为探究这一问题，研究人员在《Cell Biology and Toxicology》上发表了题为“The Leupaxin/HDAC6/EGR2 axis facilitates breast cancer progression by enhancing macrophage M2 polarization”的研究。该研究通过临床样本分析、细胞共培养、基因沉默与过表达、动物模型等多层次实验，揭示了LPXN/HDAC6/EGR2轴在乳腺癌TAMs M2极化中的关键作用。

研究采用的主要技术方法包括：收集15例乳腺癌患者配对肿瘤与癌旁组织样本；通过实时定量PCR（RT-qPCR）、Western blot（WB）、免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）检测基因和蛋白表达；利用THP-1和RAW264.7巨噬细胞与乳腺癌细胞（MCF-7、MDA-MB-231、HCC1937）共培养模拟TME；通过siRNA介导的基因沉默和过表达技术调控LPXN、HDAC6和EGR2；采用流式细胞术分析巨噬细胞表型；通过EDU染色、克隆形成、划痕实验和Transwell实验评估细胞增殖、迁移和侵袭；利用Co-IP和GST pull-down验证蛋白相互作用；建立4T1细胞移植的BALB/c小鼠模型进行体内验证。

LPXN与乳腺癌TME中TAMs M2极化相关

临床样本分析显示，乳腺癌组织中LPXN表达显著高于癌旁组织，且与M2巨噬细胞标志物CD206表达呈正相关。免疫荧光显示LPXN在M2巨噬细胞中表达。体外共培养实验证实，与乳腺癌细胞共培养的巨噬细胞中LPXN表达上调，M2标志物（IL-10、Arg-1）升高，M1标志物（iNOS、IL-12）降低。这些结果表明LPXN可能与TAMs M2极化相关。

沉默LPXN抑制巨噬细胞M2极化、HDAC6表达及乳腺癌细胞增殖

在共培养体系中，LPXN沉默显著降低巨噬细胞中LPXN表达，减少M2巨噬细胞比例，增加M1巨噬细胞比例，并抑制HDAC6表达和HDAC活性。功能实验显示，LPXN沉默抑制共培养中乳腺癌细胞的增殖、克隆形成、迁移和侵袭能力。

LPXN/HDAC6调控EGR2蛋白表达并介导乳腺癌细胞诱导的巨噬细胞M2极化

LPXN过表达促进巨噬细胞M2极化，且Co-IP和GST pull-down实验证实LPXN与HDAC6直接结合。HDAC6沉默逆转了LPXN过表达诱导的M2极化。机制上，HDAC6作为EGR2的去乙酰化酶，负调控EGR2蛋白表达。LPXN过表达通过HDAC6降低EGR2蛋白水平，而不影响其mRNA转录。

EGR2介导LPXN/HDAC6对巨噬细胞M2极化的调控

EGR2沉默部分逆转了LPXN沉默对M2极化的抑制作用，并恢复了乳腺癌细胞的恶性表型。这表明EGR2是LPXN/HDAC6轴下游的关键效应分子。

靶向LPXN/HDAC6/EGR2促进M1极化抑制乳腺癌形成

在4T1移植瘤模型中，LPXN沉默显著抑制肿瘤生长，降低肿瘤细胞密度和Ki67表达。同时，LPXN和HDAC6蛋白表达下降，EGR2蛋白表达上升，M1标志物（iNOS、IL-12）增加，M2标志物（IL-10、Arg-1）减少，表明靶向该轴可促进M1极化，抑制肿瘤进展。

本研究首次揭示LPXN通过HDAC6/EGR2轴调控TAMs M2极化，从而促进乳腺癌进展。LPXN与HDAC6直接结合，增强HDAC6对EGR2的去乙酰化作用，降低EGR2蛋白表达，驱动巨噬细胞向M2表型极化，进而促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭。动物实验进一步验证了靶向该轴可抑制肿瘤生长。这一发现不仅深化了对乳腺癌免疫微环境调控机制的理解，也为开发针对LPXN/HDAC6/EGR2轴的新型免疫治疗策略提供了理论依据。尽管本研究建立了简化的TME模型，但肿瘤微环境中其他免疫细胞和基质成分的相互作用仍需进一步探索。未来研究可关注LPXN在TME中的全面免疫调节作用，以及该轴在其他癌症类型中的普适性。