COX2+成纤维细胞通过PGE2-EP4信号轴诱导正常乳腺上皮细胞发生EMT（上皮-间质转化）的机制研究

本研究针对肿瘤微环境(TME)中COX2+癌症相关成纤维细胞(CAFs)如何促进乳腺癌进展的科学问题，通过创新性体外模型模拟CAFs的旁分泌作用，首次揭示COX2+成纤维细胞通过PGE2-EP4-SNAI1信号轴诱导正常乳腺上皮细胞发生EMT的机制。该发现为靶向基质-上皮相互作用治疗乳腺癌提供了新思路。

　　

在乳腺癌复杂的肿瘤微环境(TME)中，癌症相关成纤维细胞(CAFs)就像"幕后黑手"一样，通过物理支持和分子信号传递促进肿瘤进展。近年来，高表达环氧化酶-2(COX2⁺)的CAFs在胶原密集的乳腺癌中被发现与不良预后相关，但这些细胞如何影响邻近上皮细胞仍是个谜。尤其令人困惑的是，作为COX2代谢终产物的前列腺素E₂(PGE₂)在不同癌症中竟表现出完全相反的作用——既能抑制也能促进上皮-间质转化(EMT)。韩国科学技术院的研究团队通过精巧的体外实验设计，首次揭开了COX2⁺ CAFs诱导EMT的分子黑匣子，相关成果发表在《Cell Communication and Signaling》上。

研究团队采用三项核心技术：首先利用超低附着培养板诱导成纤维细胞聚集体(Nemosis)模拟COX2⁺ CAFs；其次开发微图案化单层扩张系统结合牵引力显微镜(TFM)实时监测细胞力学行为；最后通过qRT-PCR、Western blot等多组学方法分析EMT标志物。特别值得注意的是，实验使用了来自乳房包膜挛缩患者的手术标本分离的原代成纤维细胞进行验证。

【验证模拟COX2⁺成纤维细胞模型】通过比较常规培养与聚集体成纤维细胞，证实后者COX2 mRNA表达提升3.5倍，且条件培养基(Nemo-CM)中PGE₂浓度高达3000 pg/ml，为后续研究奠定基础。

【细胞集体行为暗示EMT】微图案化的MCF10A单层细胞在Nemo-CM处理下表现出"疯狂扩张"现象：16小时内面积扩大2.3倍，同时细胞间连接显著破坏。牵引力显微镜显示这些细胞产生更强的内向收缩力，单层核心区张力提升3倍，呈现典型EMT的力学特征。

【单细胞形态与迁移改变】Nemo-CM处理的细胞变得"瘦长尖锐"，长宽比增加1.8倍，运动速度提升2.5倍，且运动方向性更强，活像获得"逃跑技能"的上皮细胞。

【分子水平验证EMT】虽然多种EMT转录因子被检测，唯独SNAI1(Snail) mRNA显著上调3.2倍。有趣的是，虽然SNAI1蛋白未见差异，但间质标志物波形蛋白(vimentin)表达量却增加2.1倍，提示存在转录后调控。

【EP4受体关键作用】当用EP4拮抗剂L-161,982预处理后，细胞虽仍有部分伸长，但圆形度和实心度恢复近正常水平，迁移方向性降低40%，证实PGE₂主要通过EP4受体发挥作用。Western blot显示外源PGE₂即可使EP4表达量提升1.8倍。

这项研究不仅首次阐明COX2⁺ CAFs通过PGE₂-EP4-SNAI1轴诱导EMT的机制，更创新性地将细胞力学分析与分子生物学相结合，为EMT研究提供了多维度视角。特别值得注意的是，在原发性成纤维细胞验证实验中，发现MCF10A细胞主要上调SNAI2而非SNAI1，而肿瘤源性MCF-7细胞仅表现ZEB1上调，提示不同上皮细胞对CAFs信号存在"解码差异"。这些发现为开发靶向CAFs-上皮细胞对话的疗法提供了新靶点，尤其是EP4拮抗剂展现的部分表型逆转，为联合治疗策略设计指明了方向。未来研究若能结合3D类器官模型和免疫细胞共培养系统，将更完整地还原TME中复杂的信号网络。