喉癌治疗新突破！发现 mTORC1-ITGA5-EFNB2 信号通路——陶术化合物库

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喉鳞状细胞癌是耳鼻喉科常见的恶性肿瘤，其发病机制尚未完全阐明。近期，Theranostics一篇文章揭示了一条mTORC1蛋白激酶调控喉鳞状细胞癌的信号通路，具有LSCC潜在治疗靶点和预后生物标志物开发的巨大潜力，快跟T仔一起领略一下吧！

喉鳞状细胞癌 ( Laryngeal squamous cell carcinoma, LSCC ) 是头颈部最常见的恶性肿瘤之一，发病率和死亡率逐年增加。

据统计， 2020 年，全世界因 LSCC 导致的新病例有 18 万例，死亡人数近 10 万。尽管在手术、化疗、放疗以及最近的靶向治疗和免疫治疗方面取得了进展，但仍有相当数量的患者生存期短，预后差。

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mechanistic target of rapamycin, mTOR) 是一种高度保守的蛋白激酶，它通过整合多种细胞输入信号（生长因子和营养状态），在众多的细胞过程（细胞生长、代谢和自噬等）中发挥着关键的作用。

mTOR 主要通过与几种蛋白质相互作用形成两种不同的蛋白质复合物： mTOR 复合物 1 (mTORC1) 和 mTOR 复合物 2 (mTORC2) 来执行其功能。mTORC1 信号通路的异常激活与多种肿瘤的发生发展密切相关。然而，在 LSCC 中， mTORC1 活化促进肿瘤发生发展的分子机制仍不清楚。

重大发现

2022 年 10 月 24 日，安徽医科大学刘业海教授团队联合中国医学科学院北京协和医学院张宏冰教授团队，在国际学术期刊 Theranostics （Top 期刊，中科院 1 区，IF 11.600） 在线发表了多年的研究成果，发现了 mTORC1 信号通路活化驱动喉鳞状细胞癌发生发展的分子机制，为 LSCC 的精准治疗带来新希望。

发现 mTORC1-ITGA5 信号通路

永生化肿瘤细胞系在癌症生物学研究中有着不可替代的作用，然而目前商品化的 LSCC 细胞系十分匮乏。本研究利用 LSCC 患者原发肿瘤来源的样本成功建立了一株新的具有高 mTORC1 活性的 LSCC 细胞系，命名为 LIU-LSC-1 。

利用该细胞系培育 mTORC1 - 特异性成分 Raptor 敲低模型。差异表达基因富集分析显示，ITGA5是前 10 个下调通路中最频繁富集的基因。一系列实验表明 ITGA5 是 mTORC1 的下游靶点，可能在 mTORC1 介导的 LSCC 肿瘤发生中发挥关键作用。

研究建立了 ITGA5 敲除 (knockout, KO) 的 LIU-LSC-1 细胞系以及 ITGA5 过表达 (over-expression, OE) 的 TU177 细胞系。相关的体内、外实验证实 ITGA5 作为 mTORC1 的重要下游分子，促进 LSCC 的细胞增殖、转移、血管生成和肿瘤生长。

ITGA5 在 LSCC 细胞中具有促肿瘤作用EFNB2是 mTORC1-ITGA5 信号通路下游靶点

为寻找 mTORC1-ITGA5 通路的下游分子，研究首先利用 RNA 序列分析了 ITGA5 KO LIU-LSC-1 细胞和野生型 (WT) 细胞之间基因表达谱的差异。然后，将这些数据与 shRaptor LIU-LSC-1 细胞和对照细胞的 RNA 测序数据取交集。共筛选出 16 个下游基因。

使用 TCGA 数据库评估这些基因在 LSCC 中与 ITGA5 之间的关联，雷达图显示 EFNB2与 ITGA5 的相关性最高。然后通过实验证实 EFNB2 是 mTORC1-ITGA5 信号通路下游的潜在靶分子，且 EFNB2 在 LSCC 中具有与 ITGA5 相似的生物学功能，能够促进 LSCC 的细胞增殖、转移、血管生成和肿瘤生长。

进一步的，研究团队通过在 ITGA5 KO 的细胞中过表达 EFNB2 以及在过表达 ITGA5 的细胞中敲低 EFNB2 ，证实 ITGA5 通过上调 EFNB2 促进 LSCC 细胞的增殖、血管生成和转移。

EFNB2 在 LSCC 中是 ITGA5 的一个功能重要的下游靶点mTORC1-ITGA5-EFNB2 信号通路的激活促进 LSCC 的恶性进展与不良预后

对近百个病例样本进行分析发现，LSCC 组织中 p-S6 、 ITGA5 和 EFNB2 的表达水平显著高于临近正常粘膜组织 (ANM) ，且这三种蛋白的表达水平与 T 分期和颈淋巴结转移（ N 分期）正相关。此外，基于 94 个 LSCC 组织和公共数据库中 ITGA5 、 EFNB2 和 p-S6 的表达水平构建 ROC 曲线表明，mTORC1-ITGA5-EFNB2 信号通路具有高诊断价值。生存分析表明高 p-S6 、 ITGA5 或 EFNB2 表达与 LSCC 患者的预后呈负相关。

此外，本研究利用 siRNAs 在人源性肿瘤异种移植模型中敲低 ITGA5 ，并下调了其下游 EFNB2 的表达，显著增强了肿瘤对顺铂 (cisplatin, CDDP) 治疗的敏感性。

敲低 ITGA5 可增加 LSCC PDX 模型对 CDDP 的化学敏感性总结

本研究证明 ITGA5 是 LSCC 细胞中 mTORC1 的新靶点。ITGA5 在 LSCC 组织中上调，表明预后不佳，并且在 LSCC 患者中与mTORC1信号正相关。ITGA5 上调 EFNB2 表达，从而促进 LSCC 的进展。

研究首次揭示了mTORC1-ITGA5-EFNB2通路在 LSCC 发生发展中的重要性，表明ITGA5-EFNB2 途径可能作为 mTORC1 相关 LSCC 的预后生物标志物和潜在治疗靶点。

产品喜助力

本研究在进行体外功能测定实验时，选用了 TargetMol® Cell Counting Kit-8 (CCK-8) 用于评估 ITGA5 和 EFNB2 敲除对 LIU-LSC-1 细胞增殖、细胞活力的影响。大佬的选择，你值得托付哦~

▲外功能测定实验使用 TargetMol® Cell Counting Kit-8 (CCK-8) 试剂盒

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