ICAM-1在TNBC中通過與EGFR相互作用驅動轉移進展

研究背景

三陰性乳腺癌（Triple-negative breast cancer，TNBC）是乳腺癌的一種亞型，表現(xiàn)為對雌激素受體、孕激素受體和HER2蛋白的陰性。在所有乳腺癌中，TNBC以其高侵襲性和不良預后而著稱。轉移是導致TNBC高死亡率的重要因素，理解其分子機制至關重要。

文獻來源

在該研究中，作者發(fā)現(xiàn)細胞間黏附分子ICAM-1在轉移性乳腺癌中的表達水平升高，并且作為表皮生長因子受體（EGFR）激活的關鍵結合適配器，對惡性腫瘤進展起著至關重要的作用。

項目研究

研究團隊通過GEO數(shù)據(jù)庫分析篩選到了在TNBC中高特異性表達的靶標 ICAM-1，并展開研究其臨床意義與潛在機制。

臨床數(shù)據(jù)顯示，高ICAM-1表達水平與乳腺癌患者的低總生存率相關。之后驗證了ICAM-1在三陰性乳腺癌（TNBC）中的功能及機制，ICAM-1通過shRNA或者敲除抑制了乳腺癌細胞的遷移和侵襲，EMT標志物和調節(jié)因子表達變低，過表達ICAM-1與之相反。同樣，在LM 1 sh-ICAM-1荷瘤小鼠中，原發(fā)性腫瘤的肺組織腫瘤轉移和EMT標記物表達降低。體內外研究均表明ICAM-1介導的EMT促進乳腺癌細胞的轉移。

Fig.1 ICAM-1的上調與乳腺癌的不良預后和轉移相關

為了了解ICAM-1如何促進乳腺癌轉移，作者分離并驗證了與ICAM-1相互作用的蛋白質-EGFR。

敲低ICAM-1抑制EGFR活性（如EGFR、JAK 1和STAT 3磷酸化和EGFR二聚化增加），但不改變EGFR的總蛋白水平。在攜帶LM 1 shICAM-1腫瘤的小鼠中觀察到了相似的結果。相反，ICAM-1過表達增強了EGFR活性。也就是說，ICAM-1和EGFR直接相互作用增加了EGFR活性和下游信號通路。

Fig.2 ICAM-1和EGFR之間的直接相互作用增加了EGFR的活性和下游信號傳導

接下來研究了乳腺癌患者中 ICAM-1 與EGFR 活化之間的相關性。通過數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)ICAM-1 表達與 EGFR 、 STAT3 表達呈正相關；綜合臨床數(shù)據(jù)表明，高水平的 ICAM-1 表達與乳腺癌患者的 EGFR 表達以及不良預后相關。

Fig.3 高水平的 ICAM-1 表達與乳腺癌患者的 EGFR 表達和不良預后相關

隨后，作者進一步通過體內及體外實驗證明了 ICAM-1 表達與 EGFR 活化之間的聯(lián)系，以及它對乳腺癌患者臨床結果的影響；通過敲除和過表達ICAM-1 基因，做了一系列WB，COIP等實驗表明了ICAM-1 增加 EGFR 的配體結合親和力并促進乳腺癌的轉移。

Fig.4 ICAM-1 增加 EGFR 的配體結合親和力并促進乳腺癌的轉移

隨后，作者使用蛋白質-蛋白質對接模擬研究了 ICAM-1 和 EGFR 之間的相互作用，發(fā)現(xiàn)ICAM-1 的 D1 和 D2 結構域與 EGFR 的 D3 結構域之間存在潛在的相互作用。

為了進一步進行研究，作者生成了缺失構建體，研究發(fā)現(xiàn)了ICAM-1 的 D1 結構域與 EGFR 的 D3 結構域的潛在結合機制；通過體內驗證表明 ICAM-1 的 D1 結構域是 EGFR 介導的乳腺癌細胞轉移所必需的。

Fig.5 ICAM-1 D1 結構域是 EGFR 激活及其下游信號轉導所必需的

作者通過中和抗體實驗，發(fā)現(xiàn)使用中和抗體阻斷 ICAM-1 可以通過抑制 EGFR/JAK1/STAT3 信號通路減輕乳腺癌轉移。

Fig.6 使用中和抗體阻斷 ICAM-1 可以抑制乳腺癌轉移

研究結論

綜上所述，研究闡明了 ICAM-1 作為乳腺癌轉移調節(jié)因子的關鍵作用。結果揭示了 ICAM-1 是 EGFR 的關鍵結合接頭蛋白，并表明其作為 TNBC 預后標志物和治療靶點的潛在用途。