《自然》子刊：清华/青大附院团队发现，淋巴毒素-β是协助乳腺癌骨转移定植和进展的关键因子！

近期，清华大学基础医学院郑撼球团队和青岛大学附属医院岳斌团队联合发表了一篇研究。通过对骨转移模型中早期骨定植期获得的肿瘤细胞进行单细胞RNA测序后，他们鉴定了一个可以促进乳腺癌细胞在骨中定植和生长的关键因子，淋巴毒素-β（LTβ）。

机制上，肿瘤来源的LTβ通过与成骨细胞表面的LTβ受体（LTβR）结合，激活了成骨细胞内的NF-κB2信号通路，促使成骨细胞分泌趋化因子CCL2和CCL5，这些趋化因子不仅增强了乳腺癌细胞与成骨细胞的粘附能力，以便肿瘤细胞在骨中定植，还加速了破骨细胞的形成，打破了成骨细胞和破骨细胞之间的平衡，最终促进了骨转移的发生和进展。

研究发表在Nature Cell Biology上。

论文首页截图

为了更好地观察肿瘤细胞是如何在骨微环境中定植和生存的，研究人员首先构建了乳腺癌骨转移小鼠模型（向小鼠心脏注射标记了荧光蛋白的乳腺癌细胞系），并在不同时间节点（注射后第4天、第10天、第16天）从小鼠骨髓中提取肿瘤细胞，进行单细胞RNA测序。

这些时间点分别代表了骨转移的不同阶段，即第4天代表定植阶段，第10天代表转移的进展阶段，第16天代表晚期骨转移阶段。

结果发现，在早期定植阶段，小鼠骨髓中的肿瘤细胞在基因（尤其是那些与细胞化学趋化性、粘附性和血管生成有关的基因）表达上，与原发性肿瘤细胞存在明显差异。

不同骨转移阶段癌细胞的单细胞测序

进一步，基于单细胞RNA测序结果，研究人员构建了一个小型cDNA过表达文库，并在体内对骨转移肿瘤细胞中表达较高的基因进行筛选，最终鉴定出了一个可能促进乳腺癌骨转移的基因，LTβ。

随后研究人员在乳腺癌患者队列中验证了，LTβ表达水平与乳腺癌患者无骨转移生存期密切相关，即LTβ表达水平越高，乳腺癌患者的无骨转移生存期越短。

通过基因功能鉴定，研究人员发现，LTβ过表达会增加乳腺癌小鼠骨溶解性病灶区域破骨细胞的数量，促进了骨转移的进展，加重了骨转移的负担，相反，敲除LTβ能够减少骨转移负担并延长小鼠的生存期。以上结果表明，LTβ是促进乳腺癌细胞在骨中定植和生长的关键因子。

敲除LTβ后，小鼠生存期延长了

既然LTβ可以促进乳腺癌细胞在骨中定植和生长，研究人员想知道LTβ是否会对原发性肿瘤的生长产生影响。结果发现，LTβ过表达并不能加速原发肿瘤的生长，但携带LTβ过表达细胞的小鼠却更容易发生骨转移。这也意味着，LTβ只在骨微环境中发挥作用。

当将肿瘤细胞与骨微环境中的成骨细胞在一起共培养后，研究人员发现，LTβ在肿瘤细胞中的表达水平明显升高了，这说明，LTβ表达受到成骨细胞的影响。

机制上，当肿瘤细胞到达骨微环境时，肿瘤来源的LTβ通过与成骨细胞表面的LTβ受体（LTβR-Ig）结合，激活了成骨细胞内的NF-κB2信号通路，促使成骨细胞分泌趋化因子CCL2和CCL5，这些趋化因子一方面增强了乳腺癌细胞与成骨细胞的粘附能力，以便肿瘤细胞在骨中定植，另一方面也加速了破骨细胞的形成，最终加速了骨转移的发生和进展。

研究机制图

最后，在多个乳腺癌骨转移小鼠模型中，研究人员观察到，用诱饵受体LTβR-Ig阻断LTβ信号传导可显著减少破骨细胞数量，延长小鼠无骨转移生存期。这一结果也证实了LTβ作为骨转移疾病治疗靶点的潜力。

LTβR-Ig阻断效果

总之，该研究深入探讨了LTβ在乳腺癌骨转移中的作用，并揭示了其促进乳腺癌细胞在骨中定植和生长的机制。这些发现不仅为骨转移疾病的治疗提供了新的思路，也提示，LTβ可能成为未来治疗骨转移疾病的一个重要靶点。