Krt15+乳腺细胞中PI3K激活与p53缺失诱导肿瘤异质性和可塑性：模拟化生性乳腺癌的新型小鼠模型

本文推荐一篇关于化生性乳腺癌（Metaplastic Breast Cancer）机制研究的重磅论文。研究者通过构建Krt15-CrePR1驱动Pik3ca激活和Trp53缺失的三基因小鼠模型（KPPF/F），成功模拟了人类化生性乳腺癌的病理特征。该模型展现出鳞状细胞癌、癌肉瘤和肉瘤等混合组织学特征，并证实肿瘤可塑性源于上皮（Epcam+）和非上皮（Epcam?）起始细胞群。特别值得注意的是，Pik3ca激活的肿瘤细胞对FDA批准的PI3Kα抑制剂Alpelisib敏感，为这类难治性乳腺癌提供了新的治疗研究平台。

　　

引言

化生性乳腺癌（Metaplastic Breast Cancer）作为乳腺癌中罕见但极具侵袭性的亚型，对传统疗法响应较差。研究表明PIK3CA突变和TP53缺失是该亚型的标志性分子事件，突变率分别高达47%和75%。为探究其发病机制，研究者创新性地构建了靶向乳腺基底细胞的三基因小鼠模型，通过Krt15启动子驱动CrePR1表达，诱导Pik3ca*癌基因激活和Trp53抑癌基因缺失。

材料与方法

实验采用Krt15-CrePR1转基因小鼠与Pik3ca*（含lox-stop-lox结构）和Trp53^flox小鼠杂交。通过流式分选Epcam+/-细胞群、免疫组化检测Krt5/8/15等标志物，以及Alpelisib药物敏感性测试等方法，系统评估了肿瘤特征。所有动物实验均通过科罗拉多大学动物伦理委员会审批（协议号1223）。

结果

1. 1.

   模型构建与表型分析

   双等位基因Trp53缺失的KPP^F/F小鼠在34天内快速形成乳腺肿瘤，且雄性小鼠也出现病灶，这在单等位基因缺失模型中未见。病理分析显示：

   • •

     KPP^F/W雌鼠主要产生良性腺纤维瘤（PR+）

   • •

     KPP^F/F雌鼠形成癌肉瘤（47%）、肉瘤（29%）和鳞癌（18%）

   • •

     KPP^F/F雄鼠以肉瘤为主（63%），但也出现鳞癌和癌肉瘤

2. 2.

   分子特征验证

   免疫印迹证实所有KPP^F/F肿瘤均表达p110α*癌蛋白且缺失p53。值得注意的是：

   • •

     癌肉瘤保留上皮标志物E-cadherin和Krt8

   • •

     肉瘤呈现间质标志物vimentin阳性

   • •

     部分细胞系表达雄激素受体（AR），但对恩杂鲁胺响应有限

3. 3.

   肿瘤可塑性机制

   通过Epcam分选实验揭示惊人发现：

   • •

     纯化的Epcam+上皮细胞移植后仍能形成肉瘤

   • •

     Epcam-细胞可产生包含鳞癌、腺癌的混合瘤

   • •

     连续培养8周后，25%Epcam+细胞自发转为Epcam-表型

4. 4.

   治疗敏感性

   Alpelisib对Pik3ca*肿瘤细胞的IC₅₀显著低于野生型对照（p<0.05），提示PI3Kα抑制剂可能成为治疗选择。

讨论

该研究首次证实Krt15+基底细胞在PI3K激活和p53缺失条件下具有多向分化潜能。肿瘤异质性表现为：

1）组合理论：多能祖细胞同时产生癌和肉瘤成分

2）化生理论：上皮细胞通过EMT获得间质特征

与临床数据的呼应体现在：

• •

  人类鳞状化生亚型中PIK3CA/TP53共突变率最高（32%）

• •

  小鼠癌肉瘤再现了人类化生性乳腺癌的"三阴性"特征

研究建立的G1319、G1330L等细胞系为药物筛选提供了理想平台。未来可探索PI3K抑制剂与NOS抑制剂的联合方案，或针对AR+亚群开发精准疗法。该模型为解析肿瘤可塑性的分子机制和开发靶向治疗策略提供了不可多得的临床前工具。