计算生物学排名揭示Plexin-B2在乳腺癌转移中促进循环肿瘤细胞与单核细胞聚簇的关键作用

本研究针对乳腺癌转移过程中循环肿瘤细胞(CTC)聚簇的高效转移特性，通过计算生物学排名结合功能验证，首次发现跨膜蛋白Plexin-B2(PLXNB2)在CTC聚簇中特异性高表达，并通过与配体SEMA4C（肿瘤细胞）和SEMA4A（单核细胞）的互作驱动同型/异型聚簇形成，显著促进肺转移。该研究为阻断乳腺癌转移提供了新靶点，发表于《Nature Communications》。

　　

乳腺癌转移是导致患者死亡的主要原因，其中循环肿瘤细胞(CTC)聚簇的转移效率比单个CTC高50倍，但其分子机制尚不明确。美国西北大学范伯格医学院的研究团队通过创新性的计算生物学方法结合多组学分析，发现跨膜蛋白Plexin-B2(PLXNB2)是驱动CTC聚簇形成的关键分子，相关成果发表于《Nature Communications》。

研究采用计算生物学排名系统(Rscore)整合608种粘附分子的蛋白质组数据，结合患者CTC样本的单细胞分析，发现PLXNB2在CTC聚簇中特异性高表达。通过CRISPR/Cas9基因编辑、小鼠转移模型和免疫共沉淀等技术，证实PLXNB2通过结合肿瘤细胞表面的SEMA4C促进同型聚簇，同时通过单核细胞表面的SEMA4A介导异型聚簇，显著增强肺转移能力。

主要技术方法包括：1) 计算生物学排名系统整合多组学数据；2) 激光捕获显微切割(LCM)获取TNBC组织进行质谱分析；3) CellSearch平台检测患者CTC聚簇；4) CRISPR/Cas9构建PLXNB2敲除模型；5) 双色标记肿瘤细胞示踪转移过程。

研究结果：

1. 1.

   蛋白质组学排名鉴定PLXNB2

   通过整合122例乳腺癌组织的质谱数据、CTC样本(19例)和细胞系蛋白质组，开发Rscore系统鉴定PLXNB2为与不良预后最相关的粘附分子。免疫组化证实PLXNB2在TNBC组织中高表达，且CTC聚簇中的表达量显著高于单个CTC。

1. 1.

   PLXNB2缺失抑制转移

   PLXNB2敲除使MDA-MB-231细胞的肺转移减少23倍，CTC聚簇形成率降低80%。双色标记实验显示仅野生型肿瘤能形成多克隆肺转移灶，证明聚簇对转移的决定性作用。

2. 2.

   分子机制解析

   质谱分析发现PLXNB2与SEMA4C在肿瘤细胞中形成复合物，而与单核细胞的SEMA4A结合。功能实验表明PLXNB2胞外结构域缺失(dECTO)使其丧失80%的聚簇能力，证实配体-受体互作的关键性。

3. 3.

   临床转化价值

   对15例晚期乳腺癌患者的CTC分析显示，PLXNB2⁺的CTC-WBC聚簇与不良预后显著相关，为液体活检提供了新标志物。

该研究首次系统阐明了PLXNB2-SEMA4A/4C轴驱动CTC聚簇的分子机制，突破性地将计算生物学排名与实验验证相结合，为开发靶向CTC聚簇的抗转移疗法奠定了理论基础。研究提出的"粘附分子计算排名"策略也为癌症靶点发现提供了新范式。