口腔鳞状细胞癌来源的CXCL1通过CXCR2/AKT信号轴促进癌症相关成纤维细胞分化及肿瘤生长的机制研究

《Molecular Biomedicine》:C-X-C motif chemokine ligand 1 derived from oral squamous cell carcinoma promotes cancer-associated fibroblast differentiation and tumor growth

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Molecular Biomedicine 6.3

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  本研究揭示了口腔鳞癌(OSCC)分泌的C-X-C基序趋化因子配体1(CXCL1)通过CXCR2受体激活AKT通路,协同TGF-β1促进牙龈成纤维细胞(GFs)向癌症相关成纤维细胞(CAFs)转化,并显著增强肿瘤增殖、迁移和侵袭能力。该发现为靶向CXCL1-CXCR2轴调控肿瘤微环境(TME)提供了新策略。

  

口腔鳞癌微环境中CXCL1-CXCR2轴的调控机制

Paracrine stimulation of gingival fibroblasts (GFs) by OSCC promotes CAF differentiation
研究团队通过Transwell共培养系统发现,口腔鳞癌细胞系SCC25的条件培养基(CM)能显著诱导牙龈成纤维细胞(GFs)表达α平滑肌肌动蛋白(αSMA)和波形蛋白(vimentin)等CAF标志物,其诱导效果强于CA9-22和YD8细胞系。值得注意的是,虽然所有测试的OSCC CM均能促进ACTA2
mRNA表达,但ELISA检测显示各细胞系TGF-β1分泌量无显著差异,暗示存在其他关键因子。功能实验证实,SCC25激活的CAFs通过旁分泌机制显著增强肿瘤细胞增殖(CCK-8检测显示1.5倍增长)、迁移(划痕实验伤口闭合率提升)和侵袭(Transwell穿膜细胞数增加)。

CXCL1 is a crucial factor in OSCC CM-induced CAF differentiation
通过液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)技术对1129种分泌蛋白进行筛选,发现CXCL1在SCC25-CM中表达最为突出。临床数据分析显示,CXCL1高表达的OSCC患者总体生存率显著降低(GSE3292队列HR=9.16,p=0.0028),且其在癌组织中的表达水平较正常组织上调2.3倍(GEO数据库验证)。这种差异具有诊断价值,因为血清CXCL1水平已被证实与头颈癌放疗失败率正相关。

CXCL1 potentiates TGF-β1-induced CAF differentiation
机制研究发现,虽然10 ng/mL CXCL1单独处理不能诱导CAF标志物表达,但与TGF-β1联用时可协同增强αSMA和波形蛋白表达(免疫荧光显示荧光强度增加1.8倍)。Western blot揭示这种协同作用通过Smad2/3和AKT双通路实现:TGF-β1主要激活Smad2/3磷酸化,而CXCL1特异性增强AKT-Ser473
位点磷酸化。使用TGF-β受体抑制剂SB431542预处理可阻断60%的OSCC-CM诱导效应,证实TGF-β信号的基础必要性。

CXCR2 mediates CXCL1-induced pro-tumorigenic activity
受体筛选实验显示,CXCR2特异性抑制剂SB265610能完全消除CXCL1的协同效应,而CXCR1/2双抑制剂Reparixin仅部分抑制。通过siRNA敲低CXCR2表达(效率达47%)后,CAF标志物表达回落至基线水平,且AKT磷酸化显著减弱(p-AKT/AKT比值下降72%)。功能挽救实验证明,CXCR2缺陷型CAFs的条件培养基丧失促瘤能力:与对照组相比,SCC25细胞增殖率降低40%,迁移速度减缓55%,侵袭能力下降62%。

Stromal CXCR2 drives OSCC tumor expansion
裸鼠移植瘤模型显示,与单独接种SCC25细胞相比,联合移植shControl-GFs使肿瘤体积增加2.1倍(p<0.01),而shCXCR2-GFs组肿瘤生长被抑制40%。免疫组化分析显示,shControl组肿瘤间质中αSMA+
/vimentin+
CAFs密度是shCXCR2组的3.7倍。通过GFP标记追踪证实,这些活化CAFs直接来源于移植的GFs,且其分化状态依赖CXCR2信号。

讨论与展望
该研究首次阐明CXCL1通过"TGF-β1启动-Smad2/3磷酸化,CXCL1放大-AKT激活"的双轨机制驱动CAF分化。临床转化方面,针对CXCR2的小分子抑制剂(如SB225002)已进入其他癌种的临床试验,本研究为其在OSCC的应用提供理论依据。值得注意的是,单细胞测序最新进展提示CAFs存在myCAF、iCAF等亚群,未来需探究CXCL1-CXCR2轴对不同CAF亚型的选择性调控。此外,口腔潜在恶性病变(如口腔黏膜下纤维化)中CXCL1的早期干预价值也值得探索。

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