基质刚度通过IKBKE和MAPK8信号通路驱动乳腺癌从导管原位癌向浸润性癌转化的机制研究

本研究针对乳腺癌从导管原位癌(DCIS)向浸润性癌(IBC)转化的关键机制问题，通过整合肽芯片阵列和RNAi筛选技术，首次揭示基质刚度通过激活IKBKE和MAPK8激酶信号驱动恶性表型转化。研究发现临床药物Amlexanox和JNK-IN-8可逆转刚度诱导的侵袭表型，为乳腺癌防治提供了新靶点策略，具有重要转化医学价值。

　　

乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤，其发展过程往往经历从导管原位癌(DCIS)到浸润性癌(IBC)的关键转变。虽然DCIS本身并不致命，但一旦突破基底膜发生浸润，就会显著增加治疗难度和死亡率。令人困惑的是，临床上约30%的DCIS病例会进展为IBC，而其余则保持惰性状态，这种差异背后的分子机制长期未能阐明。近年研究发现，肿瘤微环境中细胞外基质(ECM)的机械特性改变可能是重要诱因——随着肿瘤发展，胶原沉积增加导致基质刚度(stiffness)逐渐升高，这种物理微环境变化如何转化为促癌信号成为领域内亟待解决的科学问题。

瑞典卡罗林斯卡医学院的Feifei Yan、Sara Goransson等研究人员在《Cell Communication and Signaling》发表的研究，创新性地将力学生物学与肿瘤信号转导研究相结合。通过建立模拟乳腺组织不同刚度(0.5 kPa vs 8 kPa)的三维培养系统，发现高刚度可诱导乳腺癌细胞从DCIS样结构向IBC样侵袭表型转化。借助PamGene肽芯片技术对全激酶组(kinome)进行活性分析，鉴定出53个刚度响应激酶，其中16个依赖整合素β1信号。进一步的RNAi筛选锁定IKBKE(非经典IκB激酶)和MAPK8(即JNK1)为关键效应分子，临床药物Amlexanox和JNK-IN-8能有效逆转刚度诱导的恶性表型。

研究采用的主要技术包括：1）模拟生理/病理刚度的rBM包被水凝胶三维培养系统；2）PamGene PTK/STK肽芯片阵列进行激酶活性全组分析；3）基于siRNA的功能筛选平台；4）EDU掺入法检测细胞增殖；5）高内涵成像与定量分析。

【Reversal of matrix stiffness-induced phenotypic switch】部分显示，在模拟正常乳腺组织刚度(0.5 kPa)条件下，MCF10CA1a细胞形成具有完整基底膜(laminin阳性)的DCIS样结构，而高刚度(8 kPa)则诱导侵袭性生长模式。整合素β1阻断抗体AIIB2处理可逆转该表型，证实力学信号通过整合素介导。

【Profiling of the mechanosensitive Kinome】通过肽芯片分析发现，高刚度使59个酪氨酸磷酸化肽段(PTK)和67个丝/苏氨酸磷酸化肽段(STK)发生显著改变。主成分分析显示整合素β1抑制能部分逆转刚度诱导的磷酸化模式，预测出ERK1、Src等已知机械敏感激酶，以及新型候选靶点IKBKE和ZAP70。

【MAPK8 and IKBKE mediate the stiffness-induced】部分的功能验证中，针对16个重叠激酶的siRNA筛选显示，仅IKBKE和MAPK8敲除能像阳性对照FAK siRNA一样显著抑制侵袭表型。定量分析显示其使细胞簇面积分数降低40-50%。

【IKBKE signaling drives】章节揭示，高刚度使IKBKE蛋白表达增加2倍。IKBKE siRNA或临床药物Amlexanox处理不仅恢复DCIS样形态，还使EDU阳性细胞率从35%降至15%。在HCC1143细胞系中验证显示相同表型逆转效果。

【Matrix stiffness-induced MAPK8 activity】部分发现，刚度增加使MAPK8磷酸化水平升高3倍而不影响总蛋白量。MAPK8 siRNA或选择性抑制剂JNK-IN-8处理使CA1a细胞增殖率下降60%，在HCC1143细胞中也观察到类似抑制效果。

讨论部分强调，该研究首次建立力学刺激-激酶网络-表型转化的完整调控轴：1）发现IKBKE的机械调控新功能，其临床抑制剂Amlexanox可能通过阻断IKBKE/TBK1双靶点发挥治疗作用；2）阐明MAPK8活性(非表达量)受基质刚度直接调控的机制，为JNK抑制剂(如JNK-IN-8)的临床应用提供理论依据；3）提出的"力学-激酶"调控模式为其他实体瘤研究提供新范式。值得注意的是，约30%乳腺癌存在IKBKE基因扩增，本研究揭示力学微环境可能放大该基因变异效应，为精准医疗提供新思路。作者建议未来研究应结合类器官模型和临床样本，验证这些靶点在个体化治疗中的价值。