ITGB3基因敲除通过激活JNK/c-JUN/RUNX2通路增强骨肉瘤放射敏感性的机制研究

为解决骨肉瘤放射抵抗的临床难题，海军军医大学第三附属医院团队开展了一项关于ITGB3基因调控骨肉瘤放射敏感性的研究。通过RNA-seq筛选发现ITGB3是潜在靶点，体内外实验证实其敲除（KD）能通过激活JNK/c-JUN/RUNX2通路促进成骨分化和凋亡，显著增强放疗效果。该研究为骨肉瘤提供了新的放射增敏靶点，并首次揭示分化状态调控与放疗响应的关联。

　　

骨肉瘤作为高度恶性的骨肿瘤，近四十年来治疗方案停滞不前，尤其对于转移性或化疗耐药患者，5年生存率不足20%。放疗虽在恶性肿瘤治疗中占据重要地位，但由于骨肉瘤固有的放射抵抗性，其临床应用受到极大限制。这种临床困境催生了对放射增敏靶点的迫切需求。与此同时，研究显示肿瘤干细胞（CSCs）的低分化状态与放射抵抗密切相关，而骨肉瘤作为具有成骨分化潜能的间充质源性肿瘤，其分化缺陷可能是导致治疗抵抗的关键因素。

海军军医大学第三附属医院联合福州第二医院的研究团队在《Journal of Experimental》发表重要成果。研究人员首先通过RNA测序（RNA-seq）筛选发现，放射后的骨肉瘤细胞中整合素β3亚基（ITGB3）表达显著上调。随后的功能实验揭示：ITGB3敲除（KD）能协同增强放疗对骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用，并在裸鼠皮下和胫骨原位模型中验证其放射增敏效果。机制研究表明，ITGB3-KD通过激活JNK/c-JUN通路促进核心成骨转录因子RUNX2的表达，进而上调骨钙素（OCN）和骨桥蛋白（OPN），最终通过增强成骨分化状态和促凋亡效应实现放射增敏。尤为重要的是，使用成骨分化培养基（ODM）培养的骨肉瘤细胞即使未敲除ITGB3也表现出放疗敏感性提升，这为分化诱导联合放疗策略提供了直接证据。

研究采用多组学联用策略：通过RNA-seq筛选靶点后，利用siRNA和慢病毒构建稳定敲除模型；采用CCK-8、克隆形成、Transwell等评估细胞表型；通过Western blot和qPCR检测JNK/c-JUN/RUNX2通路激活；结合裸鼠皮下/原位模型进行体内验证；使用SP600125（JNK抑制剂）和特异性siRNA开展挽救实验；最后通过成骨分化培养辅助验证机制。

ITGB3在骨肉瘤细胞放射后上调，是潜在放射增敏靶点
RNA-seq分析显示8Gy照射后HOS细胞中ITGB3 mRNA表达显著升高。短期ITGB3-KD联合照射可协同抑制细胞活力并促进凋亡，提示其放射增敏潜力。

ITGB3敲除在体外对骨肉瘤具有放射增敏作用
慢病毒介导的长期KD模型证实：ITGB3-KD联合照射显著抑制HOS/U2OS细胞的增殖（克隆形成减少50%）、迁移（Transwell细胞数下降70%）和侵袭能力，同时诱导G₁期阻滞。流式细胞术显示凋亡率增加2.3倍，且具有统计学协同效应。

ITGB3敲除通过JNK/c-JUN/RUNX2通路促进成骨分化
机制研究发现：ITGB3-KD选择性激活JNK而非ERK或p38通路，导致c-JUN磷酸化（p-c-JUN）水平升高3.1倍。Western blot显示RUNX2、OCN和OPN蛋白表达同步上调，而JNK抑制剂SP600125可逆转这种效应。RUNX2过表达实验直接证明其能增强放疗敏感性。

通路激活促进凋亡是放射增敏核心机制
ITGB3-KD通过JNK/c-JUN通路增加促凋亡蛋白BAX和cleaved caspase-3表达。siRNA挽救实验显示，仅RUNX2（而非OCN/OPN）敲除能抵消ITGB3-KD的促凋亡效应，证实RUNX2是核心效应分子。

体内实验验证放射增敏效果
在皮下移植瘤模型中，ITGB3-KD联合20Gy照射使肿瘤体积缩小62%。免疫组化显示治疗组p-c-JUN和RUNX2表达增强，TUNEL阳性细胞增加4倍。值得注意的是，茜素红染色未发现明显钙化结节，提示分化尚未进入终末矿化阶段。

该研究首次阐明ITGB3通过调控成骨分化状态影响骨肉瘤放射敏感性的分子机制。临床转化方面，针对ITGB3的靶向干预（如cRGD肽修饰的外泌体递送siRNA）可能成为突破放射抵抗的新策略。从理论层面，研究创新性地将"分化疗法"概念引入放射增敏领域，为其他间叶组织来源肿瘤的治疗提供新思路。局限性在于尚未解析成骨分化与DNA损伤修复通路的交互作用，且免疫缺陷模型无法评估放疗相关的免疫调控效应，这些将成为后续研究的重要方向。