癌症相关成纤维细胞分泌的Fibulin-5通过抑制铁死亡促进非小细胞肺癌放疗抵抗的机制研究

本研究揭示了癌症相关成纤维细胞(CAF)分泌的Fibulin-5(FBLN5)通过整合素αVβ5-Src-STAT3信号通路下调ACSL4表达，抑制放疗诱导的铁死亡(ferroptosis)，从而促进非小细胞肺癌(NSCLC)放疗抵抗。研究人员通过空间转录组学、单细胞测序和功能实验证实，FBLN5可作为预测放疗疗效的生物标志物和潜在治疗靶点，为克服肿瘤微环境介导的放疗抵抗提供了新策略。

　　

放疗是非小细胞肺癌治疗的重要手段，但放疗抵抗导致的局部复发和远处转移仍是临床面临的重大挑战。越来越多的证据表明，肿瘤微环境中持续存在的癌症相关成纤维细胞(CAF)通过构建保护性基质屏障促进放疗抵抗。然而，CAF中哪些关键分子驱动这一过程？其作用机制如何？这些问题尚未得到充分解答。山东第一医科大学附属山东省肿瘤医院放射肿瘤科的研究团队在《Cell Reports》发表的研究，首次揭示了CAF分泌的细胞外基质蛋白Fibulin-5(FBLN5)通过独特的分子机制促进非小细胞肺癌放疗抵抗，为靶向肿瘤微环境克服放疗抵抗提供了新的理论依据和治疗靶点。

研究人员综合运用空间转录组学、单细胞RNA测序、体外共培养系统和动物模型等关键技术方法，分析了26例接受立体定向放疗(SBRT)的NSCLC患者活检样本和79例临床队列组织。通过构建放疗抵抗细胞模型，结合外泌体示踪和分子互作实验，系统阐明了CAF与肿瘤细胞间的双向调控机制。

Fibulin-5被鉴定为与放疗后复发相关的成纤维细胞特异性生物标志物
通过GeoMx空间转录组分析复发与非复发患者的肿瘤基质区，发现FBLN5在复发组CAF中显著高表达，且与CAF活化标志物(ACTA2、FAP)正相关。临床数据分析显示，高FBLN5表达与NSCLC患者不良预后和晚期临床分期显著相关。

CAF中FBLN5敲除通过增强铁死亡提高放疗敏感性
原代CAF与NSCLC细胞共培养实验表明，FBLN5敲除显著增加放疗诱导的活性氧(ROS)积累和脂质过氧化产物MDA水平，促进肿瘤细胞铁死亡。动物实验证实，FBLN5敲除的CAF可增强移植瘤对15 Gy照射的敏感性。

Fibulin-5通过整合素αV_Vβ₅-Src-STAT3-ACSL4信号通路抑制铁死亡
免疫共沉淀证实FBLN5与整合素αVβ5结合，放疗后激活Src-STAT3信号通路，进而抑制ACSL4转录。STAT3抑制剂5,15-DPP可逆转FBLN5过表达对ACSL4的抑制作用。电镜观察发现FBLN5敲除导致线粒体膜破裂，而ACSL4敲除可部分恢复线粒体形态。

放疗抵抗肿瘤细胞通过外泌体miRNA激活CAF形成正反馈循环
放疗抵抗的A549R/LLCR细胞外泌体富含miR-370-3p和miR-301b-3p，前者通过靶向FBLN5 3'UTR促进CAF活化，后者抑制ACSL4表达。单细胞测序显示LLCR+3T3组富含促肿瘤CAF亚型(tCAF)，且FBLN5表达最高。GW4869抑制外泌体可阻断这一正反馈。

临床样本验证FBLN5的预测价值
79例NSCLC患者组织分析显示，基质FBLN5高表达与α-SMA阳性CAF密度正相关(r=0.72)，与ACSL4表达负相关(r=-0.68)，且显著预测更短的PFS(p=0.002)和OS(p=0.01)。

该研究首次阐明CAF来源的FBLN5通过整合素-STAT3-ACSL4轴抑制铁死亡的新机制，揭示了放疗抵抗肿瘤细胞通过外泌体miRNA重编程CAF的双向调控网络。不仅将FBLN5确立为预测放疗疗效的基质生物标志物，更为靶向肿瘤微环境克服放疗抵抗提供了新策略——通过抑制FBLN5或阻断其下游信号通路，可能恢复肿瘤细胞对放疗诱导铁死亡的敏感性，改善NSCLC患者的治疗效果。