空间受限迁移与血清剥夺循环通过上调SSEA-4表达增强三阴性乳腺癌克隆形成能力与顺铂耐药性

本研究针对乳腺癌转移过程中机械应力诱导的耐药机制这一关键问题，通过建立MDA-MB-231和MCF7细胞的受限迁移(CM)模型，首次揭示反复CM应激可诱导三阴性乳腺癌(TNBC)形成SSEA-4high/CD133low的混合上皮-间质转化(EMT)表型，显著增强克隆形成能力并提升顺铂(CPT)耐药性(IC50从58.84升至99.80μM)。该发现为理解肿瘤微环境力学刺激驱动化疗抵抗提供了新视角，发表于《Scientific Reports》。

　　

在癌症治疗领域，转移性肿瘤的耐药性始终是临床面临的重大挑战。尤其对于三阴性乳腺癌(TNBC)这类侵袭性强、易转移的亚型，传统化疗药物顺铂(cisplatin, CPT)的疗效常因肿瘤细胞获得性耐药而受限。近年研究发现，肿瘤细胞在转移过程中经历的机械应力——如穿越狭窄血管或细胞外基质的受限迁移(confined migration, CM)——可能触发特殊的适应性反应，但具体机制尚不明确。

莫斯科物理技术学院未来生物物理研究所等机构的研究人员创新性地构建了体外CM模型，通过三轮8μm孔径Transwell迁移联合血清剥夺循环，成功模拟了肿瘤转移过程中的双重应激。研究发现，CM应激使MDA-MB-231细胞获得独特的混合EMT表型：虽然E-cadherin、N-cadherin和Vimentin表达均显著下降(降幅达20-35%)，但干细胞标志物SSEA-4表达却激增3.5倍，同时CD133⁺细胞比例减少至3.66%。这种"SSEA-4^high/CD133^low"表型伴随克隆形成能力提升1.76倍，纳米颗粒(NP)内吞活性增强2倍，更关键的是使CPT的IC₅₀值显著提高至99.80μM。

研究采用Transwell迁移系统建立CM模型，通过流式细胞术检测SSEA-4/CD133表达，SRB法测定药物敏感性，高内涵成像分析EMT标志物，并结合细胞周期和凋亡检测解析耐药机制。

主要研究发现包括：

1. CM增强克隆形成能力：CM应激使MDA-MB-231和MCF7细胞的集落形成效率分别提升1.76倍和2.41倍，NP内吞活性增加1.65-2倍，提示迁移压力选择出更具肿瘤潜能的亚群。
2. 诱导混合EMT表型：MDA-MB-231CM细胞呈现E-cad/N-cad/Vimentin同步下调的特殊EMT状态，而MCF7CM仅显示E-cad轻微下降(8.73%)，揭示TNBC特有的可塑性调控。
3. SSEA-4与耐药性关联：SSEA-4表达与CPT耐药呈正相关，MDA-MB-231CM细胞Ki67表达降低49.17%提示进入化疗保护性静息状态，而CD133⁺比例变化与耐药性无直接关联。
4. 细胞命运重编程：CM使MDA-MB-231CM细胞CPT诱导的S期阻滞减轻，凋亡/坏死比例显著降低(3-6%)，而MCF7CM则呈现相反趋势。

这项研究首次阐明机械应力通过SSEA-4介导的混合EMT表型促进TNBC耐药的新机制，突破性地发现：
1）受限迁移可独立于CD133调控干细胞特性；
2）SSEA-4过表达与E-cadherin下调共同构成力学应激响应的分子标签；
3）Ki67动态变化反映化疗压力下的增殖-静息转换策略。研究为开发靶向力学微环境的联合疗法提供理论依据，强调TNBC治疗需考虑肿瘤细胞迁移史对药物敏感性的影响。未来需进一步验证SSEA-4在临床样本中的预测价值，并探索其作为耐药逆转靶点的可行性。