高表达Sca-1的间充质基质细胞通过招募髓系细胞促进乳腺癌肺转移的机制研究

本研究针对乳腺癌肺转移微环境中间充质基质细胞(MSCs)的异质性，揭示了高表达干细胞抗原Sca-1的肺源MSCs(Sca-1high LMSCs)通过分泌CXCL1和CCL2/7趋化因子，双重招募肿瘤细胞和髓系免疫细胞（巨噬细胞/中性粒细胞）促进转移灶形成的分子机制。中国苏州大学团队运用TCGA数据库分析、流式分选和基因敲除动物模型，首次阐明Sca-1表达水平与MSCs促转移能力正相关，为靶向肿瘤微环境干预转移提供了新靶点。相关成果发表于《Cell Death and Disease》(IF=9.0)。

　　

乳腺癌转移是导致患者死亡的主要原因，其中肺是最常见的远端转移靶器官。肿瘤微环境中的间充质基质细胞(MSCs)已被证明在转移前生态位(PMN)形成中起关键作用，但其功能异质性和调控机制尚不明确。尤其令人困惑的是，为何某些MSCs亚群表现出更强的促转移能力？这成为阻碍转移精准干预的重要科学问题。

苏州大学的研究团队通过分析MMTV-PyMT转基因小鼠模型，发现随着乳腺癌进展，肺源MSCs(LMSCs)中干细胞抗原Sca-1(Ly6A/E)表达显著升高。临床数据分析显示，基底型乳腺癌患者LY6E表达与不良预后相关。这一现象提示Sca-1可能作为功能标志物区分促转移MSCs亚群。

研究人员采用磁珠分选技术分离Sca-1^high和Sca-1^low LMSCs，通过静脉共注射4T1乳腺癌细胞构建肺转移模型。令人震惊的是，Sca-1^high LMSCs组小鼠体重下降33%，生存期显著缩短，肺转移结节数量增加2倍以上。机制研究发现，Sca-1^high LMSCs通过双重机制促进转移：一方面分泌CXCL1直接趋化肿瘤细胞（通过CXCR2受体），另一方面高表达CCL2/7招募CD11b⁺F4/80⁺巨噬细胞和CD11b⁺Ly6G⁺中性粒细胞。

关键实验技术包括：1) 从MMTV-PyMT小鼠肺组织分离LMSCs并进行RNA测序分析；2) 磁激活细胞分选(MACS)分离Sca-1^high/^low亚群；3) 建立4T1细胞静脉注射肺转移模型；4) 使用Bindarit抑制CCL2/7/8转录；5) 采用Ccr5^-/-小鼠验证巨噬细胞作用；6) 通过Trans-well实验分析细胞迁移。

肿瘤相关LMSCs高表达Sca-1
RNA测序显示转移期LMSCs的Sca-1表达较腺瘤期升高3倍(图1A)。Western blot和流式证实4T1条件培养基可诱导Sca-1上调，提示肿瘤细胞微环境驱动MSCs功能重塑。

Sca-1high LMSCs促进乳腺癌肺转移
Sca-1^high组肺结节数量达25±3个，显著高于Sca-1^low组的12±2个(图2D-E)。生存分析显示Sca-1^high组中位生存期缩短40%。

Sca-1high LMSCs通过CXCL1招募肿瘤细胞
趋化因子阵列显示Sca-1^high LMSCs的CXCL1表达升高8倍(图3C)。Trans-well实验证实抗CXCL1抗体可阻断70%的4T1细胞迁移(图3G-H)。

髓系免疫细胞浸润增加
流式分析显示Sca-1^high组巨噬细胞比例达38.7±4.2%，是对照组的2.1倍(图4B-C)。中性粒细胞浸润同时增加2.3倍，形成免疫抑制微环境。

巨噬细胞浸润阻断消除促转移效应
Bindarit处理使肺结节减少58%(图5C-D)。Ccr5^-/-小鼠中Sca-1^high LMSCs失去促转移能力，证实CCL5-CCR5轴的关键作用(图5G-H)。

该研究首次阐明Sca-1表达水平定义MSCs促转移亚群，其通过"CXCL1-肿瘤细胞"和"CCL2/7-巨噬细胞"双通路协同促进肺转移。这不仅为理解转移微环境提供新视角，更提示靶向Sca-1^high LMSCs或其下游趋化因子网络可能成为抑制转移的新策略。研究团队负责人石瑜