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为解决肺癌治疗难题，广西医科大学等单位的研究人员开展 SERPING1 在肺腺癌中作用的研究。结果发现其可抑制肺腺癌进展，SP5/SERPING1/TSC2 有望成治疗靶点。推荐科研读者阅读，共探肺癌治疗新方向。
肺癌（Lung Cancer，LC）是一种让人谈之色变的恶性疾病，它的发病率和死亡率都高得吓人。每年，全球有大约 220 万新发病例，179 万人因此失去生命 。肺癌主要分为非小细胞肺癌（Non-Small Cell Lung Cancer，NSCLC）和小细胞肺癌（Small Cell Lung Cancer，SCLC），其中非小细胞肺癌占比高达 85%，而在非小细胞肺癌里，肺腺癌（Lung Adenocarcinoma，LUAD）又是最常见的组织学亚型。
尽管现在针对肺癌的治疗手段越来越多，像手术、放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗等，但肺腺癌患者的长期生存率还是很低。这就好比在黑暗中摸索，人们急切地想要找到一盏明灯，也就是能用于肺癌预后判断的生物标志物，而且这个标志物最好还能成为治疗的靶点，为患者带来新的希望。
就在大家为肺癌治疗发愁的时候，广西医科大学心血管科学研究所等单位的研究人员，在《Cell Death and Disease》期刊上发表了一篇名为 “WNT inhibitor SP5-mediated SERPING1 suppresses lung adenocarcinoma progression via TSC2/mTOR pathway” 的论文。这篇论文就像一把钥匙，为解开肺癌治疗的难题带来了新的思路。研究发现，血清蛋白酶抑制剂家族 G1（Serpin Peptidase Inhibitor Family G1，SERPING1）是一种新的肿瘤抑制基因，而且 SP5/SERPING1/TSC2 有望成为肺腺癌治疗的新靶点，这对于肺癌患者来说，无疑是一个重大的好消息。
研究人员为了完成这项研究，用了不少厉害的技术方法。他们先是用孟德尔随机化（Mendelian Randomization，MR）分析，去找出和肺癌风险有关的循环蛋白。然后通过多种组学分析，像批量转录组分析、单细胞转录组分析和空间转录组分析等，来研究潜在靶基因的各种特性。在细胞和动物实验方面，他们做了细胞培养、转染、感染等操作，还进行了裸鼠异种移植实验。另外，像酶联免疫吸附测定（ELISA）、RNA 测序（RNA-seq）、蛋白质免疫印迹（Western blot）等实验技术，也被他们用来检测相关指标 。
下面我们来详细看看研究的结果。
SERPING1 在 LUAD 中表达水平较低
研究人员就像侦探一样，运用 MR 分析这个强大的工具，在众多蛋白质中寻找和肺癌风险有关的线索。他们从庞大的蛋白质组数据里筛选出 431 种蛋白质进行研究，发现经过多重检验校正后，只有 SERPING1 和 MHC I 类多肽相关序列 B（MICB）这两种蛋白质和肺癌风险有显著关联。而且，不管在哪个队列里进行验证，都能发现 SERPING1 表达水平越高，肺癌及其亚型的发病风险就越低。
为了更深入了解 SERPING1 在肺腺癌中的情况，研究人员从多个角度进行了探索。通过单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）数据，他们发现肿瘤细胞里 SERPING1 的表达水平比纤毛细胞和分泌细胞要低；检测血浆里的 SERPING1 水平，发现非小细胞肺癌患者的表达量更低；分析癌症基因组图谱（TCGA）数据库的数据，也能看到肺腺癌组织里 SERPING1 的表达明显减少。不仅如此，空间转录组学数据、免疫组化（IHC）和免疫荧光（IF）实验都进一步证实，在肺腺癌肿瘤组织中，SERPING1 的水平是降低的 。
低表达与 LUAD 患者预后不良及肿瘤增殖相关通路有关
SERPING1 的表达水平和肺腺癌患者的预后又有什么关系呢？研究人员发现，随着肿瘤大小从 T1 期发展到 T3、T4 期，SERPING1 的水平呈下降趋势。而且，那些 SERPING1 表达水平高的患者，总体生存率要比表达水平低的患者好很多，这在多个队列研究中都得到了验证。不仅如此，SERPING1 在肺腺癌诊断方面也很有潜力，它的诊断曲线下面积（AUC）高达 0.948 。
研究人员还想知道 SERPING1 影响肿瘤的具体机制，于是对过表达 SERPING1 的 A549 细胞进行 RNA 测序。结果发现，SERPING1 过表达和肿瘤增殖相关的信号通路，如肿瘤坏死因子（TNF）信号通路、细胞周期和 DNA 复制等密切相关。通过单细胞 RNA 测序数据构建的伪时间轨迹，也能看出 SERPING1 和肿瘤细胞增殖呈负相关 。
SERPING1 在体外抑制 LUAD 进展
在确定 SERPING1 和肺腺癌的种种关联后，研究人员想看看它在体外对肺腺癌细胞到底有什么作用。他们通过小干扰 RNA（siRNA）感染降低 SERPING1 的表达，用质粒转染提高它的表达，然后观察细胞的变化。结果发现，SERPING1 表达降低后，肺腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭能力都变强了，伤口愈合速度也加快了；而 SERPING1 过表达时，细胞的这些能力都受到了抑制。这就说明，SERPING1 就像一个 “刹车”，能在体外阻止肺腺癌的发展 。
SERPING1 在体内抑制 LUAD 进展
体外实验的结果让人兴奋，那在动物体内 SERPING1 是不是也有同样的效果呢？研究人员用裸鼠进行了异种移植实验。他们先让 A549 细胞稳定过表达 SERPING1，然后把这些细胞注射到裸鼠体内建立肿瘤模型。定期测量肿瘤体积和裸鼠体重，31 天后解剖发现，过表达 SERPING1 的肿瘤体积和重量都明显小于对照组。免疫组化检测也显示，过表达 SERPING1 后，肿瘤组织中 Ki67 和胶原蛋白 I（COL1A1）的表达降低。这一系列实验充分证明，SERPING1 在体内也能有效抑制肺腺癌的进展 。
SERPING1 上调 TSC2 表达以抑制 mTOR/4E-BP1 轴
SERPING1 到底是怎么发挥作用的呢？研究人员深入研究发现，SERPING1 过表达会使结节性硬化症复合物 2（Tuberous Sclerosis Complex 2，TSC2）的表达上调。在 A549 和 H1299 细胞中，SERPING1 表达降低时，TSC2 的 mRNA 水平下降，而 SERPING1 过表达时，TSC2 的 mRNA 水平升高。同时，SERPING1 表达降低会使 mTOR 和 4E-BP1 的磷酸化水平升高，过表达则会使它们降低。用 mTOR 激活剂 MHY1485 处理细胞后，能逆转 SERPING1 过表达带来的这些变化。这表明 SERPING1 是通过提高 TSC2 的水平，来抑制 mTOR/4E-BP1 轴，从而影响肺腺癌的发展 。
SERPING1 通过上调 TSC2 抑制 LUAD 进展
为了进一步确认 SERPING1 和 TSC2 之间的关系，研究人员又进行了一系列实验。他们在过表达 SERPING1 的肺腺癌细胞中敲低 TSC2，结果发现细胞的活力、侵袭和迁移能力都发生了变化，之前 SERPING1 过表达对这些能力的抑制作用被逆转了。这就像解开了一个谜团，清楚地表明 SERPING1 是通过调节 TSC2 来抑制肺腺癌进展的 。
转录因子 SP5 结合到 SERPING1 基因启动子促进其转录
SERPING1 的转录又是由谁来调控的呢？研究人员利用 JASPAR 软件预测，发现特异性蛋白 5（Specificity Protein 5，SP5）很可能是关键的转录因子，它在 SERPING1 基因启动子区域有三个结合位点。通过实验，他们发现敲低 SP5 会使 SERPING1 的转录减少，而过表达 SP5 则会增加其转录。染色质免疫沉淀 - 定量 PCR（CHIP-qPCR）和荧光素酶报告实验也都证实，SP5 能特异性地结合到 SERPING1 的启动子上，促进它的转录。而且，SP5 在正常支气管上皮细胞（BEAS-2B）中的表达水平比在肺腺癌细胞中高，这和 SERPING1 的表达模式是一致的 。
通过 SERPING1 表达预测癌症患者免疫治疗获益
SERPING1 在免疫治疗方面有没有什么作用呢？研究人员发现，SERPING1 高表达组的免疫评分、基质评分和 ESTIMATE 评分都显著升高，而且 SERPING1 的表达水平和免疫表型评分（IPS）呈正相关，和免疫检查点、MHC 分子的表达也有很强的相关性。分析肿瘤微环境中的免疫细胞浸润情况，发现 SERPING1 高表达组的 M1 和 M0 巨噬细胞、CD8? T 细胞、记忆 B 细胞和调节性 T 细胞的浸润水平增加。在多个接受免疫治疗的队列研究中，SERPING1 高表达组的患者生存率更高，对免疫治疗的响应比例也更高，这说明 SERPING1 可以作为预测免疫治疗反应的生物标志物 。
安全性评估：SERPING1 过表达与心脏代谢风险
虽然 SERPING1 看起来很有治疗潜力，但它有没有副作用呢？研究人员对此进行了评估。他们发现，SERPING1 过表达和收缩压升高、糖化血红蛋白（HbA1c）升高有显著关联，和体重指数（BMI）降低有微弱关联，和其他脂质、血压、血糖以及大部分心血管疾病没有明显关联。这说明，虽然 SERPING1 过表达存在一些潜在风险，但总体安全性还是比较好的，为它未来用于肺癌治疗提供了一定的保障 。
综合这些研究结果，我们可以看出，SERPING1 在肺癌的发生发展过程中起着重要作用。它不仅和肺癌风险密切相关，而且在肺腺癌的预后、诊断和免疫治疗预测方面都有很大的价值。通过体内外实验，研究人员还揭示了 SERPING1 抑制肺腺癌进展的分子机制，发现了 SP5 对 SERPING1 转录的调控作用。虽然目前的研究还存在一些局限性，比如研究队列的种族同质性较高，无法完全排除反向因果关系等，但这并不影响这项研究的重要意义。
这项研究为肺癌治疗开辟了新的方向，让人们看到了 SERPING1 作为治疗靶点的潜力。未来，如果能通过随机试验进一步验证其疗效和安全性，或许就能为肺癌患者带来新的治疗方案，帮助他们在对抗肺癌的道路上燃起新的希望。
