POU3F2

哺乳动物大脑皮层GABA能抑制性神经元产生于腹侧端脑的神经祖细胞，经过长距离切向迁移到达背侧端脑，与皮层内的神经元形成连接，参与构建神经环路，调节神经元活动。虽然大脑皮层抑制性神经元的数量远少于兴奋性神经元，但其细胞类型极为丰富繁多。根据抑制性神经元形态、神经电生理活动、基因表达和环路连接等多个维度的特征，哺乳动物大脑皮层抑制性神经元至少有数十种细胞类型。而抑制性神经元的多样性也是大脑能够实现复杂而精细功能的基础。大脑皮层抑制性神经元发育的异常往往会导致如癫痫、自闭症、精神分裂、智力障碍等多种神经精神疾病。因此，研究大脑皮层抑制性神经元的发育过程具有极为重要的生理和病理意义，而抑制性神经元多样性的产生过程及其分子调控机制也是神经科学领域内极为重要的科学问题之一。2023年12月11日，清华大学生命科学学院、清华-IDG/麦戈文脑科学研究院、生命科学联合中心米达课题组与VIB脑与疾病中心Lynette Lim课题组和伦敦国王学院发育神经生物学中心Oscar Marín课题组合作在《神经元》Neuron发表了题为“大脑皮层生长抑素类长投射神经元和中间神经元表现不同的发育轨迹”（Cortical somatostatin long-range projection neurons and interneurons exhibit divergent developmental trajectories）大脑皮层生长抑素类长投射神经元和中间神经元表现不同的发育轨迹”的研究论文。研究揭示了大脑皮层生长抑素类抑制性神经元多样性的发育过程，阐明了抑制性长投射神经元和中间神经元不同的发育轨迹，发现了调控抑制性长投射神经元特化成熟的分子程序。生长抑素类（SST）抑制性神经元作为大脑皮层抑制性神经元的主要类型之一，产生于腹侧端脑中间神经节隆起（MGE）。由MGE的神经祖细胞分裂后产生的新生抑制性神经元主要为小清蛋白类（PV）神经元和SST神经元。SST神经元绝大多数是形成局部投射的中间神经元，极少数会建立长程投射来调控其他脑区的神经元活动。为了研究SST神经元多样性的发育机制，研究人员通过转基因小鼠内源荧光标记SST神经元，利用流式分选富集了胚胎发育第16.5天（E16.5）、出生后第1天（P1）和出生后第5天（P5）位于小鼠大脑皮层的SST神经元，而后进行单细胞转录组测序（图1）。通过数据整合与分析，发育时期的SST神经元可以聚类为建立长程投射的长投射（LRP）神经元类型（包含4个转录组亚型），和建立局部投射的中间神经元类型。中间神经元则聚类为Martinotti（MC）细胞类型（包含3个转录组亚型）和non-Martinotti（nMC）细胞类型（包含5个转录组亚型）。同时，研究人员结合公开数据中P10小鼠大脑皮层SST神经元的基因表达进行分群和对比，发现大脑皮层SST神经元的多样性在胚胎发育时期已经出现并在出生后持续稳定存在。  ▲图1：发育过程中大脑皮层SST神经元的多样性随后，研究人员根据SST神经元发育轨迹的分析，指出早在胚胎发育时期，SST神经元内部已经建立两支截然不同的发育轨迹——其一为形成长程投射的LRP神经元，另一为形成局部投射的中间神经元（图2）。针对胚胎时期已获得细胞命运的LRP神经元亚型进行分析，研究人员发现特异性富集表达于LRP2亚型神经元的转录因子Dach1以及富集表达于大部分LRP神经元的转录因子Pou3f。  ▲图2：SST抑制性神经元不同的发育轨迹研究人员利用SST-Cre转基因工具鼠条件性敲除Dach1或Pou3f2基因。研究发现LRP神经元缺失Dach1后，会导致其向对侧纹状体的长程投射显著性增加，但并未影响LRP神经元本身的数量；然而LRP神经元缺失Pou3f2后，并不影响其向对侧的长程投射，但LRP神经元的数量在P5之后会显著性的下降。这表明Dach1和Pou3f2分别对LRP神经元建立正确投射和维持细胞存活起到了重要的作用 （图3）。 ▲图3：Dach1和Pou3f2对SST长投射神经元发育的作用综上所述，该研究工作结合单细胞转录组和空间转录组测序分析、遗传学、细胞谱系追踪和病毒示踪等技术手段，揭示了大脑皮层SST长投射和SST中间神经元不同的发育轨迹，以及驱动其发育成熟的不同分子程序。该研究工作阐明细胞命运决定的时间规律在不同类型抑制性神经元之间具有异质性，为深入理解抑制性神经元多样性的发育机制提供了重要理论补充。清华大学生命科学学院米达助理教授、VIB脑与疾病中心Lynette Lim研究员和伦敦国王学院发育神经生物学中心Oscar Marín教授为该论文共同通讯作者。其中，清华大学生命科学学院/IDG-麦戈文脑科学研究院/生命科学联合中心2019级博士研究生龙真与2021级博士研究生燕逸铭为本文共同第一作者。原文链接:https://www-cell-com.libproxy1.nus.edu.sg/neuron/fulltext/S0896-6273(23)00887-5  本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

邵志成团队开发了可将人星形胶质细胞转化为神经类器官的方法，证明了移植后的脊髓类器官可拥有脊髓细胞特性，并能够与宿主神经元相整合，有助于脊髓损伤的恢复。 让脊髓损伤的瘫痪患者重新站起来，一直是医学界最想要解决的难题之一。目前，解决这一问题较为成熟的方法是移植各种具有神经修复功能的细胞到脊髓损伤处，如少突胶质细胞前体细胞[1]、神经干细胞[2]和人多能干细胞（hPSC）[3]等。 虽然这些方法对于改善脊髓损伤小鼠的运动功能具有一定的效果，但是或多或少都存在一定缺陷，如原始细胞获取困难、需要进行移植手术以及移植后的排斥反应等[4]。近年来，科学家提出了一种新治疗策略来解决以上的问题，那就是直接在体内重编程神经胶质细胞，使其成为具有治疗脊髓损伤的能力[5]。 已有研究表明，通过基因编辑联合小分子化合物，人类和小鼠的星形胶质细胞可以在体外、体内有效地转化为不同种类、不同功能的神经元，但这些神经元无法增殖并形成类似神经系统结构的神经类器官，因而治疗潜力有限[6, 7]。 近日，来自复旦大学的邵志成团队在《自然·生物医学工程》杂志发表重磅研究成果，他们开发了将星形胶质细胞诱导成为神经类器官的方法（称为Op53-CSBRY），即在人星形胶质细胞中过表达OCT4（O）、抑制p53，以及添加小分子化合物CHIR99021（C）、SB431542（SB）、RepSox（R）和Y27632（Y）[8]。 更为重要的是，通过Op53-CSBRY方法生成的类器官，在添加bFGF、SAG和BMP激活脊髓发育相关信号通路后，可形成具有脊髓背侧和腹侧神经元功能的脊髓类器官。在将脊髓类器官移植给脊髓损伤的小鼠后，类器官可存活并分化为脊髓神经元，并与宿主神经元形成突触，改善小鼠的运动功能。 该研究使得人星形胶质细胞在体内直接重编程为神经类器官，以修复神经系统损伤的设想往前迈出了一大步。 论文首页截图 为了使神经胶质细胞形成神经类器官，研究人员首先在人星形胶质细胞中过表达OCT4（维持细胞多潜能性，为诱导产生多能干细胞的必要因子[9]）的同时敲低p53（可促进细胞增殖[10]）[以下称为Op53]，但他们发现仅有少数星形胶质细胞可以重编程为MAP2+（神经元标志物）细胞。 为了提高星形胶质细胞转化效率，研究人员通过对15种参与神经分化或体细胞重编程的小分子化合物进行筛选后，发现当用CHIR99021、SB431542、RepSox和Y27632处理Op53星形胶质细胞时，其重编程为MAP2+神经元的效率显著增加（>8%），而同时添加这4种化合物（CSBRY）可进一步提高转化效率。 这表明人星形胶质细胞可以在体外通过Op53-CSBRY方法重编程为神经元。 CSBRY可提高Op53细胞转化为神经元效率 但能转化为神经元还不够，还得能形成具有神经结构或功能的神经类器官，这样才有可能用来治疗脊髓损伤。 因此，研究团队对经Op53-CSBRY处理的人星形胶质细胞进行观察，发现在悬浮培养条件下的第14天，细胞形成了许多球形结构。进一步将细胞接种到基质胶后，球状结构可进一步生长，在培养到第15周时直径可达到4-5毫米。 经Op53-CSBRY处理的人星形胶质细胞可生长为球形结构 同时，经过一系列的染色，研究人员发现培养出的球形结构具备脑类器官结构，如深部脑皮层标志物CTIP2+和TBR1+的细胞分布在PAX6+细胞构成的脑室带样结构的外侧，而表层神经元标志物SATB2+和BRN2+的细胞位于中间层，并与Reelin+细胞分离，这类似于大脑皮层的I层边缘区。 这些发现表明，Op53-CSBRY可诱导人星形胶质细胞转化为脑类器官。 Op53-CSBRY可诱导人星形胶质细胞转化为脑类器官 先前有研究表明，FGF、SHH和BMP4相关通路对于脊髓组织的发育具有调控作用[11]。研究人员猜想，既然Op53-CSBRY可诱导人星形胶质细胞转化为脑类器官，那么再调控这些通路能否使其转化为脊髓类器官呢？ 为了搞清楚这个问题，研究人员在Op53-CSBRY诱导的星形胶质细胞中添加了bFGF、SAG（SHH通路激动剂）和BMP4，并发现长成的类器官果然显示出了类似脊髓的结构。脊髓腹侧祖细胞标志物Nkx6.1、Olig2以及脊髓背侧祖细胞标志物Olig3在形成的类器官中高度表达。同时，Nkx6.1+细胞形成脑室带样结构，背侧Olig3+细胞与腹侧Nkx6.1+细胞明显分离，且Olig2+腹侧运动神经前体细胞与Nkx6.1+细胞共定位。 更为重要的是，研究人员还观察到生成的类器官中有不同亚型的脊髓神经元，如ChAT+或HB9+脊髓特异性运动神经元、GAD67+抑制性中间神经元和VGLUT1+兴奋性神经元。 这些结果表明，该方法可诱导星形胶质细胞形成脊髓类器官（hADSC类器官）。 在Op53-CSBRY诱导的星形胶质细胞中添加了bFGF、SAG和BMP4可诱导星形胶质细胞形成脊髓类器官 为了进一步研究hADSC类器官的特征，研究人员对其进行了单细胞RNA测序和电生理分析，结果均再次表明hADSC类器官包括了脊髓中的主要神经元亚型，并具有完整的神经元功能。 接下来便是测试研究所得到的hADSC类器官是否能够对脊髓损伤起到治疗效果。 研究人员将GFP标记的hADSC类器官移植到了7周龄免疫缺陷小鼠的脊髓中，这些小鼠在T10（第10胸髓）处被完全切除。 实验结果显示，hADSC类器官可在小鼠体内正常生长，形成脊髓腹侧和背侧祖细胞以及脊髓的主要神经元亚型，并在移植6周后与宿主小鼠的脊髓相融合，即hADSC类器官中的神经元与小鼠脊髓中的神经元形成突触结构。 这些结果表明移植的hADSC类器官可存活并分化成脊髓神经元，建立与宿主神经元的突触连接，从而重新连接完全受损的脊髓组织。 移植的hADSC类器官可重新连接完全受损的脊髓组织 最后，小鼠的运动功能测试表明，在hADSC类器官移植6周后，虽然小鼠自发运动功能没有明显改善，但在强烈刺激后小鼠可表现出后肢运动反应，表明类器官移植有可能增强脊髓损伤后的运动功能。 总的来说，邵志成团队开发了可将人星形胶质细胞转化为神经类器官的方法，证明了移植后的脊髓类器官可拥有脊髓细胞特性，并能够与宿主神经元相整合，有助于脊髓损伤的恢复。 这一研究成果为今后直接在体内重编程内源性胶质细胞修复神经损伤，打下了坚实的基础。 参考文献 1.Andersen J, Revah O, Miura Y, Thom N, Amin ND, Kelley KW, Singh M, Chen X, Thete MV, Walczak EM et al: Generation of Functional Human 3D Cortico-Motor Assembloids. Cell 2020, 183(7):1913-1929 e1926. 2.Lu P, Ceto S, Wang Y, Graham L, Wu D, Kumamaru H, Staufenberg E, Tuszynski MH: Prolonged human neural stem cell maturation supports recovery in injured rodent CNS. J Clin Invest 2017, 127(9):3287-3299. 3.Nori S, Okada Y, Yasuda A, Tsuji O, Takahashi Y, Kobayashi Y, Fujiyoshi K, Koike M, Uchiyama Y, Ikeda E et al: Grafted human-induced pluripotent stem-cell-derived neurospheres promote motor functional recovery after spinal cord injury in mice. Proc Natl Acad Sci U S A 2011, 108(40):16825-16830. 4.Di Lullo E, Kriegstein AR: The use of brain organoids to investigate neural development and disease. Nat Rev Neurosci 2017, 18(10):573-584. 5.Li H, Chen G: In Vivo Reprogramming for CNS Repair: Regenerating Neurons from Endogenous Glial Cells. Neuron 2016, 91(4):728-738. 6.Niu W, Zang T, Zou Y, Fang S, Smith DK, Bachoo R, Zhang CL: In vivo reprogramming of astrocytes to neuroblasts in the adult brain. Nat Cell Biol 2013, 15(10):1164-1175. 7.Rivetti di Val Cervo P, Romanov RA, Spigolon G, Masini D, Martin-Montanez E, Toledo EM, La Manno G, Feyder M, Pifl C, Ng YH et al: Induction of functional dopamine neurons from human astrocytes in vitro and mouse astrocytes in a Parkinson's disease model. Nat Biotechnol 2017, 35(5):444-452. 8.Xu J, Fang S, Deng S, Li H, Lin X, Huang Y, Chung S, Shu Y, Shao Z: Generation of neural organoids for spinal-cord regeneration via the direct reprogramming of human astrocytes. Nat Biomed Eng 2022. 9.Huangfu D, Osafune K, Maehr R, Guo W, Eijkelenboom A, Chen S, Muhlestein W, Melton DA: Induction of pluripotent stem cells from primary human fibroblasts with only Oct4 and Sox2. Nat Biotechnol 2008, 26(11):1269-1275. 10.Hafner A, Bulyk ML, Jambhekar A, Lahav G: The multiple mechanisms that regulate p53 activity and cell fate. Nat Rev Mol Cell Biol 2019, 20(4):199-210. 11.Kumamaru H, Kadoya K, Adler AF, Takashima Y, Graham L, Coppola G, Tuszynski MH: Generation and post-injury integration of human spinal cord neural stem cells. Nat Methods 2018, 15(9):723-731.

MUC1是一种高度糖化的跨膜粘蛋白，位于上皮细胞的管腔表面，保护它们免受极端因素的影响。在癌细胞中，MUC1表达上调，蛋白质结构、糖基化水平和空间分布发生改变。上调的MUC1参与了多种信号通路的调节，并在肿瘤细胞代谢、细胞凋亡、上皮间质转化和转移中发挥重要作用。MUC1糖基化不足导致新的抗原表位的暴露，这些表位可作为治疗和诊断的特异性靶点。目前，基于MUC1的靶向药物包括单抗、ADC、适配子和肿瘤疫苗，其中一些已经进入临床试验。本文就MUC1结构、表达、在肿瘤生物学功能中的作用以及针对MUC1的治疗药物做一个简单介绍。MUC1结构与表达MUC1基因位于染色体1q22上，由7个外显子和6个内含子组成，编码MUCIN家族中的I型跨膜蛋白。通过选择性剪接，MUC1可以形成多种异构体，目前已鉴定出70多种，主要包括MUC1/A、MUC1/B、MUC1/C、MUC1/D、MUC1/X、MUC1/Y等 (图1)。在正常细胞中，MUC1以极性分布分布在上皮细胞的管腔表面，而在肿瘤细胞中，MUC1的分布失去了其极性。图1. MUC1异构体示意图MUC1合成后，由于空间应力作用，被水解成两个多肽片段：MUC1-C和MUC1-N，其通过共价键相连。MUC1-C包括胞外区(MUC1-C/ED)、跨膜区(MUC1-C/TMD)和胞内区(MUC1-C/CD)。MUC1-C/ED是EGFR和其他受体激酶的识别位点。MUC1-C/TMD帮助MUC1锚定在细胞膜上，并将信息从细胞外传递到细胞内。MUC1-C/CD具有多个磷酸化位点和胞内蛋白结合位点，在细胞信号转导中发挥重要作用。MUC1-N包含多个可变数目的串联重复序列(PDTRPAPGSTAP PAHGVTSA)(VNTR)。VNTR形成的多肽骨架为糖基化提供了支架。肽骨架含有一个富含Pro(P)、Thr(T)和Ser(S)的PTS区域，糖链主要通过O-糖苷键与肽骨架上的Ser/Thr相连。在正常细胞中，糖基化隐藏了免疫优势多肽表位，而癌细胞中异常的MUC1糖基化导致免疫优势多肽表位暴露。此外，在肿瘤细胞中，MUC1-N/MUC1-C复合体的破坏导致MUC1-N的脱落和MUC1-C的激活。血液中的游离MUC1-N可以中和MUC1治疗性抗体，使它们无效。MUC1在多种肿瘤中高度表达，包括乳腺癌、膀胱癌、胰腺癌和卵巢癌，并与预后不良有关。MUC1在正常组织和肿瘤中扮演着完全不同的角色。在正常组织中，正常糖基化的MUC1在上皮细胞表面形成一种保护性屏障，保护它们免受极端环境的影响。在癌细胞中，MUC1异常高表达，异常糖基化改变了细胞内的定位，通过许多信号通路参与多种细胞活动的调节。MUC1在肿瘤细胞中的作用MUC1与癌细胞代谢新陈代谢的转化已成为癌细胞的特征之一。癌细胞对新陈代谢进行重新编程，以维持其能量需求并适应恶劣的肿瘤微环境，同时为强劲的增殖创造条件。MUC1在肿瘤代谢重编程中起重要作用，包括葡萄糖代谢、脂肪代谢、核苷酸代谢、嘧啶代谢和谷氨酰胺代谢(图2)。图2. MUC1在肿瘤代谢重编程中的作用MUC1通过调节HIF-1a的表达帮助肿瘤细胞在低氧条件下存活和增殖。研究发现，MUC1通过调节HIF-1a调节癌细胞的代谢重编程，增加癌细胞中葡萄糖的摄取和有氧糖酵解，导致肿瘤进展。在子宫内膜癌中，AGR2通过MUC1/HIF-1a途径诱导糖酵解关键基因(LDHA、PGK1、HK2和ENO1)的表达，增加细胞对葡萄糖的摄取和乳酸的产生，从而促进肿瘤进展。此外，MUC1增强TIGAR的表达，从而促进糖酵解中间产物分流到戊糖磷酸途径。代谢旁路碳流的增加促进了肿瘤细胞的合成代谢。脂代谢紊乱也是癌症最显著的代谢变化之一。癌细胞利用脂类代谢获得能量，促进合成代谢，增加恶性表型。MUC-1通过上调胆固醇和脂肪代谢酶相关基因的转录使得tamoxifen耐药。MUC1介导的EMT与转移上皮肿瘤的癌细胞需要一系列过程才能实现远处转移。从上皮细胞到间充质细胞第一次转化的特征是上皮细胞标志物减少，间充质细胞特征增加。这一过程的完成使得细胞脱离邻近细胞的紧密连接，为进入循环做准备。MUC1通过多条途径促进EMT(图3)。图3. MUC1通过多条途径促进EMT癌细胞在趋化因子的诱导下接近血管或淋巴，并黏附于内皮细胞，然后通过内皮细胞间隙进入循环。在血液循环中，癌细胞需要克服氧化作用才能生存。在乳腺癌中，MUC1通过JAK/STAT信号与STAT1相互作用，刺激干扰素诱导的跨膜蛋白1(IFITM1)转录，进而促进乳腺癌细胞中的EMT。在三阴性乳腺癌中，MUC1-C激活STAT3，与pSTAT3形成复合体，驱动Twist1基因的表达，进而与Twist1直接形成复合体，不仅促进MUC1-C的表达，还在EMT过程中促进EMT转化转录因子(EMT-TF)的表达和多基因表达。此外，MUC1-C通过与ZEB1启动子区域结合的NF-kB p65形成转录复合体来促进ZEB1的转录。反过来，ZEB1与MUC1-C形成ZEB1/MUC1-C复合体，抑制上皮分化诱导剂miR-200C的转录。ZEB1和MUC1-C的协同作用最终导致EMT。在肾癌中，SNAI2促进MUC1的表达，反过来，MUC1-C和b-catenin复合体通过与SNAI2启动子区域相互作用诱导细胞的EMT而增加SNAI2的转录活性。ALKBH2通过抑制E-catenin和通过MUC1增加vimentin的表达来促进膀胱癌细胞的EMT。MUC1与癌细胞凋亡细胞凋亡是一种受基因控制的正常细胞死亡，在细胞对环境的适应和维持动态平衡方面发挥着重要作用。MUC1可抑制由凋亡物质、化疗药物和雌激素诱导的细胞凋亡(图4)。图4. MUC1抑制由凋亡物质、化疗药物和雌激素诱导的细胞凋亡死亡受体超家族的激活诱导了caspase-8的激活，从而引发了一种凋亡反应。MUC1-CD通过直接与caspase-8 p18片段结合并阻止caspase-8募集到死亡诱导信号复合体来抑制细胞凋亡。在化疗药物应激条件下，miR-551b通过抑制过氧化氢酶的表达导致细胞内ROS积聚。累积的ROS促进MUC1的过度表达，而MUC1促进EGFR介导的涉及Akt/c-Flip/COX-2的细胞生存级联的激活并抑制细胞凋亡。此外，MUC1通过激活HCT116中的JNK1抑制顺铂诱导的细胞凋亡。MUC1和STAT1之间的相互作用通过JAK/STAT信号通路驱动IFITM1在芳香酶抑制剂耐药的乳腺癌细胞中过表达，并抑制雌激素诱导的细胞凋亡。MUC1与肿瘤干细胞肿瘤干细胞(CSCs)是肿瘤细胞中具有自我更新能力的一组细胞，被认为是致癌、促进肿瘤进展、肿瘤转移和癌症复发的原因。MUC1-C直接与MYC结合并驱动BRN2、Yamanaka OSKM(OCT4、SOX2、KLF4和MYC)多能因子的激活和神经内分泌(NE)去分化(图5)。图5. MUC1与肿瘤干细胞MUC1-C直接与E2F1结合，激活esBAF复合体(BRG1、ARID1A、BAF60a、BAF155和BAF170)，驱动NOTCH1、NANOG和CSC自我更新。MUC1-C整合了神经内分泌前列腺癌(NEPC)中的MYC和E2F1信号通路。MUC1-C/E2F1/esBAF/ARID1A通路可诱导EMT及NOTCH1、NANOG和MYC的表达。MUC1-C/E2F1/PBAF/PBRM1途径诱导NRF2介导的氧化还原平衡以及OSKM和NANOG的表达。MUC1-C还在PBRM1激活、氧化还原动态平衡、活性氧水平和CSC状态的相互作用中起着关键作用。MUC1与DNA甲基化MUC1和DNA甲基化过程之间有错综复杂的联系。一方面，MUC1可以调节基因甲基化。研究发现发现MUC1-C通过与DNMT1和DNMT3b启动子区域结合来调节DNA甲基化。此外，研究也发现MUC1降低了胃癌细胞中TFF2的甲基化，进而增加了TFF2的表达，并与预后相关。MUC1与肿瘤耐药研究发现，MUC1-CD不仅参与了多药耐药的形成，而且促进了多药耐药(MDR)基因的表达。沉默MUC1的癌细胞可使其对曲妥珠单抗、顺铂和tamoxifen敏感。长期使用曲妥珠单抗会导致对曲妥珠单抗敏感的乳腺细胞中FN、EGF和IL-6上调，促进STAT3的过度激活，从而促进MUC1和MUC4的表达，并通过维持HER2的持续激活最终导致对曲妥珠单抗的抗药性。沉默MUC1-C通过下调HER2激活逆转乳腺癌细胞对曲妥珠单抗的耐药性。Namba等人使用KL-6/MUC1的单抗隔离MUC1，逆转了乳腺癌细胞对曲妥珠单抗介导的耐药性。Keisuke Shigeta等人的研究发现，在顺铂耐药的尿路上皮细胞系中，MUC1-C高表达，并伴有PI3K-AKT-mTOR信号通路和MDR1表达上调。MUC1下调后，PI3K-AKT mTOR信号通路和MDR1水平均降低，对顺铂的敏感性显著提高。这表明MUC1-C通过PI3K-AKTmTOR信号通路激活MDR1，导致尿路上皮癌细胞耐药。MUC1-C在Rab31的启动子上与ERa形成复合体，从而减少了tamoxifen对ERa的占据，最终导致对tamoxifen的耐药性。沉默MUC1-C导致pHER2下调，并恢复tamoxifen的敏感活性。以MUC1为基础的抗肿瘤治疗基于MUC1的治疗主要包括单抗、ADC、肿瘤疫苗、适配子，其中一些已经进入临床实验（图6）。图6. 基于MUC1药物的临床试验单抗以往针对MUC1的单抗治疗主要针对MUC1-N，但在治疗肿瘤方面效果不佳。研究人员目前正在开发针对MUC1-C和MUC1糖基的下一代单抗。Kim等人通过噬菌体展示技术分离出针对MUC1-C的抗体。后续实验证实，SKM1-02、-13和-20抗体显著抑制TNBC细胞的侵袭，SKM1-02显著抑制细胞生长。Naito等人以MUC1糖肽库为基础，设计合成了两种新型的MUC1单抗(1B2和12D10)。1B2和12D10都识别MUC1肽的PDT*R基序上的糖链。1B2识别GalNAc上O6位的O-糖链，而12D10识别相同位置的Neu5Ac。ADC基于MUC1的ADC的靶点包括MUC1蛋白骨架(MUC1-C、MUC1-N)和MUC1糖基相关蛋白。Wu等人开发了一种人源化MUC1抗体(HzMUC1)，它只识别肿瘤细胞表面的MUC1。ADC由HzMUC1与MMAE偶联而成。HzMUC1 MMAE通过诱导G2/M细胞周期停滞和促进细胞凋亡来抑制曲妥珠单抗耐药和HER2阳性乳腺癌细胞生长。Panchamoorthy等人研制了基于MUC1-C的3D1-MMAE ADC药物，并在体外实验中验证了其对MUC1-C阳性肿瘤细胞的杀伤作用。除了在MUC1蛋白骨架上发挥作用的ADC外，MUC1糖基化相关蛋白也是ADC的靶标。例如，SAR566658通过识别MUC1相关的唾液酸糖蛋白CA6来诱导肿瘤细胞死亡，并且在动物肿瘤模型中观察到SAR566658的有效剂量与CA6的表达相关。GSTA是一种特异性糖基化新抗原肽，位于MUC1异常糖基化的串联重复序列区域。MUC1 ADC的通过将GSTA新抗原特异性16A抗体与MMAE偶联来诱导细胞杀伤。研究发现16A-MMAE以剂量依赖的方式抑制肿瘤生长，并且在表达人MUC1的转基因小鼠中不会产生显著的毒性。适配子适配子是具有高度特异性和亲和力的单链DNA、RNA寡核苷酸或具有三维结构的多肽。适配子可以与多种分子结合，包括纳米粒子、两亲性物质、药物等。Hanafi-Bojd开发了一种与二氧化硅纳米颗粒相结合的MUC1适配子，以有效地靶向乳腺癌细胞。Vivo-Llorca等人进一步表明，MUC1适配子包裹的二氧化硅纳米颗粒可以靶向Navitoclax耐药的TNBC细胞并诱导凋亡。Tan L等人的研究以MUC1适配子(APT)为载体，将阿霉素(DOX)导入表达MUC1的乳腺癌细胞(MCF7)。研究发现与游离DOX相比，APT-DOX复合体在不降低对靶细胞的细胞毒性的情况下，将巨噬细胞的存活率提高了近6倍。Khanet等人开发并验证了一种DNA适配子，它能特异性识别剪接变异体MUC1/Y，该剪接变异体在体内抑制乳腺癌细胞的生长。肿瘤疫苗与正常表型相比，恶性表型癌细胞的MUC1糖基化显著改变，肿瘤相关的O-糖链可作为肿瘤疫苗设计的靶点。Bilusic等人研制的基于多靶点的Ad5PSA/MUC-1/Brachyury重组免疫治疗疫苗。对于转移性去势抵抗前列腺癌(MCRPC)的患者，已经完成了I期临床试验，该疫苗耐受性良好。Wu等人开发了一种基于MUC1保护性抗原决定簇的Qβ-MUC1偶联疫苗，对乳腺癌细胞具有显著的选择性，克服了免疫耐受的缺陷。Liu等人构建的纳米颗粒能够将MUC1 mRNA疫苗运送到淋巴结中的树突状细胞(DC)，以激活和放大肿瘤特异性T细胞。mRNA疫苗联合CTLA-4单抗可显著增强机体免疫应答，有效抑制TNBC细胞生长。小编小结MUC1是一种高度糖基化的I型跨膜蛋白，在上皮细胞的管腔表面形成一种保护性屏障。MUC1在肿瘤细胞中高表达，其可通过调节肿瘤细胞代谢、EMT、抑制肿瘤细胞凋亡等方面促进肿瘤进展、增强肿瘤耐药性。因此，MUC1可能成为未来肿瘤靶向治疗的新靶点。目前针对MUC1的疫苗、抗体、ADC适配子正在开发中，一些处于I/II期临床试验，并已经显示出显著的治疗效果。尽管取得了这些进展，MUC1的具体作用机制仍然有待进一步探索。参考文献1.MUC1: An emerging target in cancer treatment and diagnosis.2.MUC1: structure, function, and clinic application in epithelial cancers.