SERPINA5通过靶向uPA-uPAR轴抑制乳腺癌生长与血管生成

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：SERPINA5 inhibits breast cancer growth and angiogenesis by targeting the uPA-uPAR axis

　　

背景：本研究旨在探讨乳腺癌（BC）血管生成（angiogenesis）发生的潜在机制。方法：采用细胞计数试剂盒8（CCK-8）实验、克隆形成实验、Transwell实验及成管形成实验，评估SERPINA5对BC细胞迁移、增殖和血管生成的影响。采用小鼠异种移植瘤模型（xenograft tumor model）验证SERPINA5是否抑制肿瘤生长。结果：研究发现，SERPINA5在BC组织中表达缺失，且SERPINA5低表达与患者不良预后密切相关。此外，SERPINA5可在体外和体内抑制BC异常增殖，同时降低细胞迁移与侵袭能力。进一步显示，SERPINA5具备抑制血管生成的能力。在机制方面，SERPINA5通过干扰尿激酶型纤溶酶原激活物（uPA）与尿激酶型纤溶酶原激活物受体（uPAR）之间的相互作用，降低uPA-uPAR复合体的表达，从而发挥抗血管生成作用。结论：SERPINA5具有抗肿瘤和抗血管生成特性，可能成为乳腺癌治疗的潜在靶点。

该研究发表于《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》，围绕SERPINA5在乳腺癌中的生物学作用及其对血管生成的调控机制展开。乳腺癌（BC）是女性常见恶性肿瘤，其突出特征之一是乳腺上皮细胞失控性生长，并可向远处器官转移。晚期乳腺癌尤其是伴远处转移者目前仍缺乏根治手段，因此寻找能够同时抑制肿瘤生长、转移及血管生成的新型分子靶标具有重要临床意义。肿瘤血管生成（angiogenesis）为肿瘤持续生长和远处播散提供氧气与营养，是乳腺癌不良预后的重要标志，也是促进转移的关键危险因素。因此，识别与血管生成密切相关的分子并阐明其作用机制，是乳腺癌综合治疗研究的重要方向。

SERPINA5既往被认为参与肿瘤转移和血管生成调控，但其在不同肿瘤中的作用并不一致。在部分肿瘤中，SERPINA5表现出抑癌活性，能够抑制细胞迁移、侵袭及相关信号转导；但在另一些肿瘤中，又被报道可能促进肿瘤进展。因此，SERPINA5在乳腺癌中的具体功能及其分子基础仍需明确。另一方面，uPA-uPAR轴是肿瘤侵袭、迁移及血管生成研究中的经典分子通路。uPA与uPAR结合后，不仅可增强细胞外基质降解，还可激活多种促迁移、促增殖以及促血管生成信号。因此，若SERPINA5能够干预uPA-uPAR轴，便可能对乳腺癌恶性进展形成抑制作用。本研究正是在这一背景下开展，旨在阐明SERPINA5是否通过调控uPA-uPAR轴抑制乳腺癌生长及血管生成。

研究人员首先结合公共数据库与临床样本分析SERPINA5在乳腺癌中的表达及预后意义，随后在乳腺癌细胞中构建SERPINA5过表达与敲低模型，系统评估其对细胞增殖、迁移、侵袭及血管生成能力的影响，并通过异种移植瘤模型验证其体内抗肿瘤作用。在机制研究层面，研究人员进一步检测uPA和uPAR表达、uPA活性以及二者相互作用变化，并通过回复实验明确uPA-uPAR轴在SERPINA5抗肿瘤效应中的作用。整体结果表明，SERPINA5在乳腺癌中呈低表达，并与较差的总生存期（OS）和无复发生存期（RFS）相关；功能上，SERPINA5可显著抑制乳腺癌细胞增殖、迁移、侵袭和血管生成；机制上，SERPINA5通过干扰uPA与uPAR结合，抑制uPA-uPAR轴活化，从而发挥抗肿瘤和抗血管生成作用。这一发现提示SERPINA5可能成为乳腺癌治疗的潜在分子靶点。

在技术方法方面，研究人员主要采用了生物信息学分析评估SERPINA5表达与预后关系；收集20例乳腺癌手术患者的肿瘤及癌旁组织，结合实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、蛋白质印迹（WB）和免疫组织化学（IHC）验证表达差异；在MCF-7和MDA-MB-231等细胞中进行过表达/敲低转染，并利用CCK-8、克隆形成、EdU、Transwell及HUVEC成管实验评价增殖、迁移、侵袭和血管生成；通过uPA活性检测、辅助手段免疫共沉淀（Co-IP）解析分子机制；最后采用BALB/c裸鼠异种移植瘤模型及ELISA检测体内肿瘤生长与VEGF-A水平。

在结果部分，论文首先以“SERPINA5 was poorly expressed in breast cancer”为题，说明SERPINA5在乳腺癌中低表达。研究人员基于TCGA相关数据库分析发现，乳腺癌患者SERPINA5表达低于健康对照；Kaplan-Meier生存分析显示，SERPINA5低表达与OS和RFS下降相关。进一步在20例临床组织样本中，通过RT-qPCR、WB及IHC验证SERPINA5在肿瘤组织中的表达低于癌旁组织；在多种乳腺癌细胞系中，其表达也低于正常乳腺上皮细胞MCF10A。该部分结果表明，SERPINA5低表达可能与乳腺癌发生发展密切相关，并具有潜在预后价值。

在“Breast cancer cell proliferation was suppressed by SERPINA5”部分，研究人员通过构建SERPINA5过表达和敲低细胞模型，观察其对乳腺癌细胞增殖的影响。WB证实转染效率后，CCK-8实验显示SERPINA5上调可抑制细胞活力，克隆形成实验显示其可减少克隆数，EdU实验则表明其降低DNA复制相关荧光信号。综合而言，该部分证明SERPINA5能够抑制乳腺癌细胞增殖，是其抗肿瘤作用的重要表现。

在“SERPINA5 had anti-angiogenic properties”部分，研究重点转向迁移、侵袭及血管生成。Transwell结果显示，SERPINA5过表达减少迁移与侵袭细胞数，而敲低SERPINA5则产生相反效果。进一步地，以乳腺癌细胞条件培养基（CM）处理人脐静脉内皮细胞（HUVEC）进行成管实验，发现SERPINA5过表达组显著抑制内皮细胞成管，SERPINA5敲低组则增强成管形成。同时，WB结果表明，SERPINA5过表达下调血管生成相关因子ANGPT1、ANGPT2和VEGFA，敲低后这些因子上调。该部分结果提示，SERPINA5不仅限制乳腺癌细胞运动性，还可通过抑制血管生成相关分子而发挥抗血管生成效应。

在“SERPINA5 suppressed uPA-uPAR axis expression”部分，研究人员深入探讨分子机制。WB结果显示，SERPINA5可降低uPA和uPAR蛋白表达；uPA活性实验进一步表明，SERPINA5降低细胞分泌的活性uPA水平。Co-IP结果则显示，SERPINA5过表达削弱uPA与uPAR之间的相互作用，即降低uPA对uPAR的结合能力。该部分说明，SERPINA5对uPA-uPAR轴的抑制不仅体现在表达水平下降，也体现在分子互作被阻断，为其抗血管生成和抗肿瘤作用提供了机制依据。

在“The anticancer potential of SERPINA5 was realized by regulating uPA-uPAR axis expression”部分，研究人员采用回复实验验证uPA-uPAR轴的功能地位。在细胞中同时过表达SERPINA5与uPA或uPAR后，WB显示uPA或uPAR上调能够提升相关蛋白表达，而SERPINA5对其具有抑制效应。功能实验发现，uPA或uPAR过表达促进细胞增殖和克隆形成，增强迁移、侵袭及成管能力，但这些变化可被SERPINA5逆转。该部分结果表明，SERPINA5的抗肿瘤和抗血管生成效应主要通过抑制uPA-uPAR轴实现，uPA/uPAR恢复表达能够部分抵消SERPINA5带来的抑制作用。

在“SERPINA5 inhibited breast cancer growth in vivo”部分，研究人员利用裸鼠异种移植瘤模型验证体内效应。结果显示，SERPINA5过表达组肿瘤体积更小、肿瘤重量更低，提示其可在体内有效抑制乳腺癌生长。此外，ELISA结果显示，肿瘤组织中VEGF-A水平在SERPINA5过表达后显著下降，支持SERPINA5在体内同样具有抑制血管生成的作用。该部分增强了体外实验结论的可靠性，表明SERPINA5不仅在细胞水平有效，也在动物模型中表现出明确的抗肿瘤潜力。

讨论部分围绕SERPINA5的抑癌作用及uPA-uPAR轴的机制意义展开。研究人员指出，乳腺癌等恶性肿瘤通常伴随快速而旺盛的血管生成，因此解析血管生成调控网络具有重要价值。该研究证实SERPINA5在乳腺癌中低表达，并与不良预后相关，这与其在部分其他肿瘤中的低表达现象一致。结合功能实验结果，研究支持SERPINA5在乳腺癌中发挥抑癌及抗血管生成作用。对于机制，研究强调uPA-uPAR轴与肿瘤细胞外基质降解、细胞迁移、增殖和血管生成密切相关，而SERPINA5能够同时抑制uPA-uPAR表达并阻断二者结合，从而削弱该通路活化，最终抑制肿瘤恶性行为。论文同时指出研究存在一定局限，包括尚缺乏更直接的生化证据以进一步解析SERPINA5干预uPA-uPAR结合的精确方式，uPA-uPAR下游通路也仍待深入阐明，此外仍需要更直接的体内血管生成模型进一步验证其抗血管生成效应。

研究结论可译为：总之，研究人员发现，SERPINA5通过靶向uPA-uPAR通路，抑制乳腺癌细胞的增殖、迁移及血管生成。因此，SERPINA5可能成为未来乳腺癌治疗中的一种可行靶点。