细胞质 HMGB1 通过激活 JAK2-STAT3 信号促进乳腺癌中 PD-L1 表达及肿瘤进展研究

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Molecular Medicine 6

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  推荐 为探究细胞内 HMGB1 对乳腺癌免疫检查点 PD-L1 的调控作用,研究人员以人 / 鼠三阴性乳腺癌细胞等为对象,发现细胞质 HMGB1 经 JAK2-STAT3 通路促进 PD-L1 表达及肿瘤进展,为靶向 HMGB1 转位治疗乳腺癌提供新策略。

  

论文解读


在癌症研究的浩瀚海洋中,免疫逃逸始终是肿瘤细胞 “狡猾生存” 的关键策略。乳腺癌,尤其是恶性程度极高的三阴性乳腺癌(TNBC),因缺乏有效靶点且易发生免疫逃逸,成为临床治疗的棘手难题。免疫检查点分子 PD-L1(程序性死亡配体 1)通过抑制 T 细胞功能帮助肿瘤逃避免疫监视,但其在细胞内的调控机制尚未完全明晰。高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)作为一种在细胞核、细胞质和细胞外均发挥作用的多功能蛋白,其细胞外形式已被证实可通过结合受体 RAGE(晚期糖基化终末产物受体)促进 PD-L1 表达,然而细胞质 HMGB1 是否参与 PD-L1 调控却一直笼罩在 “未知迷雾” 中。解开这一谜团,对于揭示乳腺癌免疫逃逸的深层机制、开发新型治疗靶点至关重要。

韩国延世大学医学院(Yonsei University College of Medicine)的研究团队肩负着破解这一科学谜题的重任,在《Molecular Medicine》上发表了一项极具突破性的研究。他们聚焦于细胞质 HMGB1 在乳腺癌中的角色,深入探究其与 PD-L1 表达及肿瘤进展的关联,为乳腺癌治疗开辟了新的视野。

研究技术方法


研究采用了多种关键技术:通过 qRT-PCR 和蛋白质免疫印迹(Western blot)检测基因和蛋白表达;利用免疫共沉淀(IP)、邻近连接实验(PLA)和共聚焦成像技术,揭示 HMGB1 与 JAK2(Janus 激酶 2)、STAT3(信号转导和转录激活因子 3)的相互作用及亚细胞定位;借助 Transwell 迁移侵袭实验和伤口愈合实验评估细胞转移能力;构建荷瘤小鼠模型,结合 STAT3 抑制剂(Stattic)和 HMGB1 核质转位抑制剂(ICM)进行体内功能验证;还整合了公共数据集(如 TCGA、GSE96058)进行生存分析和基因表达相关性研究。

研究结果


HMGB1 表达与乳腺癌预后及 PD-L1 的关联


通过分析 GSE96058 等公共数据集发现,HMGB1 高表达与乳腺癌患者总体生存率降低显著相关,且在三阴性乳腺癌(TNBC)和基底样亚型中 HMGB1 表达水平更高。皮尔逊相关性分析显示,HMGB1 表达与 PD-L1(CD274)呈正相关,这一结果在 MDA-MB-231 细胞的体外实验中得到进一步验证,过表达 HMGB1 可显著提升 PD-L1 的 mRNA 和蛋白水平,反之敲低 HMGB1 则降低 PD-L1 表达。

HMGB1 通过 JAK2-STAT3 信号通路调控 PD-L1


在探究调控机制时,研究人员发现 HMGB1 过表达或敲低仅影响 STAT3 磷酸化水平,而对 ERK1/2、NF-κB p65 和 AKT 等通路无显著作用。使用 Stattic 抑制 STAT3 后,PD-L1 表达明显下降,证实了 STAT3 通路的关键作用。基因集富集分析(GSEA)显示,HMGB1 高表达患者中 STAT3 靶基因显著富集。免疫共沉淀和邻近连接实验表明,HMGB1 可直接结合 JAK2 和 STAT3,促进二者相互作用,从而增强 STAT3 磷酸化。

核质转位的 HMGB1 促进 STAT3 激活和肿瘤进展


HMGB1 的亚细胞定位调控至关重要,抑制其核质转位的 ICM 可剂量依赖性降低 STAT3 磷酸化和 PD-L1 表达。共聚焦成像显示,ICM 处理后细胞质 HMGB1 减少,伴随细胞质和细胞核内 p-STAT3 水平下降。在体外功能实验中,HMGB1 过表达显著增强 MDA-MB-231 细胞的迁移和侵袭能力,而 Stattic 处理可逆转这一效应,且 GSEA 显示 HMGB1 高表达与上皮 - 间质转化(EMT)相关基因富集有关。

体内实验验证 HMGB1 的促肿瘤作用


在 4T1 荷瘤小鼠模型中,过表达 HMGB1 的肿瘤体积和重量显著增大,且 p-STAT3、PD-L1 和 EMT 标记物 α-SMA 表达升高,CD8+ T 细胞浸润减少。而 ICM 或 Stattic 处理可抑制肿瘤生长,降低相关蛋白表达并增加 CD8+ T 细胞数量。敲低 HMGB1 的小鼠肿瘤生长缓慢,p-STAT3 和 PD-L1 表达水平显著降低,进一步印证了 HMGB1 在体内的促肿瘤作用。

研究结论与意义


这项研究首次系统揭示了细胞质 HMGB1 通过结合 JAK2 和 STAT3、促进 JAK2-STAT3 相互作用及 STAT3 磷酸化,进而上调 PD-L1 表达并诱导 EMT,最终推动乳腺癌进展的全新机制。研究不仅填补了细胞内 HMGB1 调控免疫检查点的知识空白,还发现抑制 HMGB1 核质转位可有效阻断 STAT3 激活和肿瘤生长,为乳腺癌治疗提供了 “双重价值”:一方面,HMGB1 核质转位过程有望成为精准治疗的新靶点,为开发特异性抑制剂提供了明确方向;另一方面,该发现为联合靶向 HMGB1 与免疫检查点抑制剂(ICIs)的治疗策略奠定了理论基础,可能通过解除免疫逃逸和抑制肿瘤转移的 “双重打击”,提升乳腺癌患者的治疗效果。这一成果犹如一盏明灯,为乳腺癌免疫治疗的未来发展照亮了新的路径,也为攻克这一恶性肿瘤带来了新的希望。

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