2024-10-14
转移形成是癌症生存结果的关键决定因素。长期以来，研究者⼀直认为特定的体细胞突变在肿瘤发生过程中出现并驱动转移进展。与肿瘤发生或耐药性不同，这种“转移驱动突变”尚未通过肿瘤测序确定在转移和匹配的原发性肿瘤中观察到类似的驱动突变模式。
2024年12月，Cell杂志发表题为A commonly inherited human PCSK9 germline variant drives breast cancer metastasis via LRP1 receptor 的研究论文，阐明基因PCSK9的基因改变控制乳腺癌转移并预测生存率——揭示了乳腺癌转移的遗传基础。
1、PCSK9 （V474I）变异与乳腺癌生存相关
研究发现，PCSK9 rs562556 SNP (1240G>A)导致氨基酸取代（V474I）与乳腺癌患者生存结果降低有关。与携带祖先基因 G 等位基因的患者相比，携带功能获得性 A 等位基因的女性整体生存率降低。
PCSK9 种系变异 rs562556 与乳腺癌⽣存率相关
2、宿主PCSK9 V474I驱动乳腺癌转移
动物模型实验表明相对于野⽣型小鼠，Pcsk9 敲除小鼠的乳腺癌肺转移定植显著减少。通过⼈ PCSK9 等位基因敲⼊小鼠 Pcsk9 基因座，导致小鼠 Pcsk9 沉默的 EO771 乳腺癌细胞的肺转移定植显著增强，与⼈类乳腺癌患者预后较差的相关性⼀致。相对于 hPCSK9 小鼠，植⼊乳腺脂肪垫的 EO771 乳腺癌细胞在 hPCSK9 中也表现出增强的⾃发性转移，而原发性肿瘤生长没有显著变化，表明遗传性 PCSK9 遗传状态调节小鼠乳腺癌转移结果。
宿主 PCSK9 促进乳腺癌转移
PCSK9 增强乳腺癌在肺部的转移启动
3、PCSK9靶向肿瘤LRP1诱导体细胞前转移基因表达
通过蛋⽩质组学识别 EO771 乳腺癌细胞上的质膜蛋⽩靶标， PCSK9 靶标 LDLR 是下调最⾼的蛋⽩之⼀。研究过程中发现LDLR家族成员LRP1同样下调，因此进一步探索LDLR 和 LRP1两种受体作为乳腺癌中 PCSK9 的潜在下游介质。
在Pcsk9敲除小鼠中，肿瘤Lrp1的缺失恢复了乳腺癌细胞形成转移的能力，而肿瘤Lrp1的缺失消除了hPCSK9+/+和hPCSK9V474I/V474I KI 小鼠之间转移的差异，表明PCSK9 的转移促进和集落起始效应是通过 LRP1 受体介导的。
为定义 PCSK9-LRP1 轴的表达特征，通过差异表达基因确定了PCSK9 或 LRP1 处理后上调的5个基因（Xaf1 、 Oas1a 、 Isg15 、 Usp18 和 Rtp4）。通过靶向基因的CRISPR 向导库及基因间靶向对照转导 EO771 乳腺癌细胞，重组 PCSK9 处理细胞并进⾏实验转移定植试验。靶向 Xaf1 和 Usp18 的 CRISPR 向导在肺转移样本中耗尽，表明宿主 PCSK9 通过抑制肿瘤 LRP1 促进转移形成，从⽽诱导 Xaf1 和 Usp18 的表达，从⽽促进转移。
LRP1 能够通过抑制⼩㬵质细胞中的 JNK 和核因子（NF）-kB 通路、激活巨噬细胞中的 Akt/mTOR 信号传导或通过 LRP1 胞内结构域 （ICD） 易位到成纤维细胞核来抑制炎症通路。体内体外实验表明，LRP1-ICD 过表达能够抑制 PCSK9 处理诱导的基因特征上调。
综述表明，LRP1-ICD 通过抑制 XAF1 和 USP18 抑制 PCSK9 驱动的促转移基因表达程序。
PCSK9通过肿瘤LRP1调节转移性定植
PCSK9 诱导促转移基因表达程序
LRP1-ICD 抑制促转移基因表达程序
4、治疗性抑制PCSK9可抑制乳腺癌转移
静脉注射 EO771 或 4T1 乳腺癌细胞之前，使用 PCSK9 阻断抗体依洛尤单抗处理会显著减少同基因 C57BL/6 和 BALB/c 小鼠的肺转移定植，及免疫缺陷小鼠中⼈ MDA-MB-231 乳腺癌细胞的转移定植。在发生早期转移后，⽤依洛尤单抗或对照 IgG 抗体治疗注射 EO771 或 MDA-MB-231 细胞的小鼠，并观察到依洛尤单抗治疗后对小鼠和⼈乳腺癌模型中的转移定植有显著的抑制作用。表明抗体介导的PCSK9 抑制了转移形成，并且虽然观察到对已建⽴转移的进展有抑制作用，但对转移预防的影响更为明显。
抑制PCSK9可以抑制乳腺癌的转移性定植
结语：单核苷酸种系改变可以显著改变体细胞肿瘤基因表达程序并塑造肿瘤的转移轨迹，该发现表明种系遗传学构成了肿瘤进化的主要制约因素。也揭示了癌症转移的遗传基础，意味着未来乳腺癌的进展结果部分是在出生时就注定的，比实际恶性肿瘤发作早几十年。
