頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(Head and Neck Squamous Cell Carcinoma,HNSCC)是指發(fā)生在頭頸部多個(gè)解剖部位的鱗狀細(xì)胞癌，發(fā)病率高，中晚期預(yù)后較差，吸煙、酒精依賴、HPV感染等都是其致癌因素。癌癥干細(xì)胞(CSCs)在HNSCC的異質(zhì)性、轉(zhuǎn)移和治療耐藥中發(fā)揮著不可或缺的作用。

近日，武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院在International Journal of Oral Science（IF=14.9)發(fā)表了題為L(zhǎng)IMP-2 enhances cancer stem-like cell properties by promoting autophagy-induced GSK3β degradation in head and neck squamous cell carcinoma的新文章，使用源井獨(dú)家高滴度，高活力且穩(wěn)定表達(dá)的慢病毒，結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)，確定了LIMP-2基因是HNSCC進(jìn)展的潛在調(diào)節(jié)因子，全面描述了LIMP-2促進(jìn)HNSCC癌癥進(jìn)展的機(jī)制，揭示了自噬、CSCs和免疫治療耐藥性之間的聯(lián)系。

作者首先基于自噬-溶酶體途徑的生信分析篩選了LIMP-2作為HNSCC研究的潛在調(diào)節(jié)因子，HNSCC組織中的LIMP-2表達(dá)量更高，且觀察到LIMP-2在23種癌癥中顯著上調(diào)。通過(guò)免疫組織化學(xué)(IHC)染色研究了LIMP-2在HNSCC組織微陣列(TMA)中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)LIMP-2的表達(dá)量明顯升高，且與病理分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤大小呈正相關(guān)。而且，其在女性中表達(dá)量更高。同時(shí)發(fā)現(xiàn)LIMP-2的表達(dá)是影響HNSCC患者OS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（圖1）。在多種癌癥中，LIMP-2普遍與自噬相關(guān)基因呈正相關(guān)。

隨后，作者構(gòu)建了3個(gè)過(guò)表達(dá)/敲低的穩(wěn)轉(zhuǎn)小鼠細(xì)胞系，確定了LIMP-2在調(diào)控自噬、CSC中的潛在作用。

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為了研究LIMP-2調(diào)控自噬的具體機(jī)制，作者檢測(cè)了自噬標(biāo)志物L(fēng)C3B-II和自噬底物p62/ SQSTM1的表達(dá)量。在LIMP-2敲低的4MOSC2細(xì)胞中，LC3B-II和p62的表達(dá)顯著上調(diào)，而在LIMP-2過(guò)表達(dá)的4MOSC1細(xì)胞中，LC3B-II和p62的表達(dá)有所降低。然而，與陰性對(duì)照組相比，參與自噬體形成的關(guān)鍵分子ATG5和ATG7的表達(dá)水平?jīng)]有顯著改變。通過(guò)電子顯微鏡觀察到在LIMP-2敲除后，癌細(xì)胞中自噬小體的積累增加。因此，推測(cè)這種現(xiàn)象可能是由于自噬通量受到抑制。為了進(jìn)一步驗(yàn)證自噬通量是否被阻斷，轉(zhuǎn)染了mRFP-GFP-LC3質(zhì)粒檢測(cè)自噬通量。在LIMP-2敲低組中，自噬溶酶體和自噬小體的比率明顯低于對(duì)照組，表明LIMP-2敲低后自噬通量受損。相反，在4MOSC1細(xì)胞中，異位的LIMP-2表達(dá)量增加了自噬溶酶體和自噬小體的比率。

之后，作者又探究了LIMP-2對(duì)HNSCC致瘤性的影響。與對(duì)照相比，敲低LIMP-2的HNSCC細(xì)胞的活力和克隆生成能力都明顯降低，細(xì)胞數(shù)量明顯下調(diào)，在4MOSC2和SCC7同種異體移植模型中，LIMP-2敲低顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)（圖2）。

體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合患者標(biāo)本分析表明，LIMP-2可促進(jìn)HNSCC的自噬、干細(xì)胞特性。靶向自噬可以有效地抑制CSCs在HNSCC中的侵襲性。LIMP-2過(guò)表達(dá)增加了CSCs相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)，這些標(biāo)志物在4MOSC1細(xì)胞中被氯喹（CQ）顯著抑制，證實(shí)了CQ抑制過(guò)表達(dá)LIMP-2的4MOSC1細(xì)胞的腫瘤形成能力。這些結(jié)果表明自噬參與了LIMP-2驅(qū)動(dòng)的HNSCC惡性表型。

接下來(lái)，作者在LIMP-2過(guò)表達(dá)的4MOSC1細(xì)胞中進(jìn)一步敲低β-catenin，顯著抑制了LIMP-2過(guò)表達(dá)誘導(dǎo)的CSCs相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)增強(qiáng)。在集落形成和腫瘤球形成實(shí)驗(yàn)中也觀察到類似的結(jié)果。在4MOSC2原位HNSCC小鼠模型中，LIMP-2的敲低導(dǎo)致β-catenin的表達(dá)降低，GSK3β的表達(dá)升高，且低表達(dá)LIMP-2的患者標(biāo)本往往具有較低的β-catenin表達(dá)和較高的GSK3β表達(dá)(圖3)。綜上，LIMP-2通過(guò)激活GSK3β/β-catenin信號(hào)通路調(diào)節(jié)HNSCC細(xì)胞的干細(xì)胞潛能。

在Wnt/β-catenin信號(hào)激活的情況下，GSK3β被隔離在晚期核內(nèi)體的管腔內(nèi)，并被溶酶體降解。最近的研究結(jié)果表明，自噬參與GSK3β的降解以維持β-catenin的高表達(dá)，這表明自噬可能與Wnt信號(hào)通路有關(guān)?？紤]到LIMP-2在自噬-溶酶體途徑中的功能作用，作者推斷LIMP-2調(diào)節(jié)GSK3β降解。環(huán)己亞胺(CHX)實(shí)驗(yàn)表明，在LIMP-2敲低的情況下，GSK3β的降解被延遲。相反，過(guò)表達(dá)的LIMP-2顯著降低了GSK3β的半衰期。這些結(jié)果表明，LIMP-2加速了GSK3β的降解。

最近的研究表明，靶向CSCs可提高免疫治療的有效性，為了進(jìn)一步評(píng)估LIMP-2對(duì)免疫治療潛在療效的影響，作者使用TIDE算法對(duì)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了評(píng)估。LIMP-2低表達(dá)組的TIDE評(píng)分明顯低于LIMP-2高表達(dá)亞組，這表明LIMP-2低表達(dá)患者比LIMP-2高表達(dá)患者更容易受益于免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICI)治療。進(jìn)一步使用4MOSC2模型來(lái)測(cè)試LIMP-2敲除與αPD-1治療的潛在聯(lián)合療效發(fā)現(xiàn)，αPD-1治療后，LIMP-2敲低株的腫瘤生長(zhǎng)明顯受到抑制。這些發(fā)現(xiàn)表明靶向LIMP-2可以克服αPD-1治療耐藥，提高免疫治療效果（圖4）。因此，LIMP-2可能是預(yù)測(cè)患者對(duì)PD-1阻斷治療反應(yīng)的可靠生物標(biāo)志物，可為臨床干預(yù)提供精確指導(dǎo)。

頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的治療仍然面臨著高復(fù)發(fā)率和高死亡率的挑戰(zhàn)，與癌癥干細(xì)胞密切相關(guān)，作者發(fā)現(xiàn)了LIMP-2在促進(jìn)HNSCC干細(xì)胞形成中的新作用。LIMP-2通過(guò)自噬降解GSK3β來(lái)促進(jìn)HNSCC細(xì)胞的CSC特性。LIMP-2是HNSCC的一個(gè)獨(dú)立的不良預(yù)后因素。LIMP-2表達(dá)量升高有利于維持CSC表型，這意味著HNSCC的免疫治療耐藥性增加。這項(xiàng)研究揭示了令人信服的證據(jù)，證明了LIMP-2作為HNSCC診斷和治療的潛在關(guān)鍵作用。