蘇州大學黃建安/劉澤毅等揭示PD-L1入核後促進肺癌的新機制

肺癌是發病率和死亡率較高的惡性腫瘤之一，嚴重威脅著人類的健康。傳統手術、放化療等治療手段起效的同時，復發、轉移以及副作用接踵而來，人們期待更具優勢的治療手段出現。

近年來，以程序性死亡受體1（PD-1）/程序性死亡配體1（PD-L1）為靶點的免疫治療發展迅速，已成為腫瘤治療領域的研究熱點。

PD-L1 分子是 B7 協同刺激分子超家族的重要成員，其經典作用是可以通過受體 PD-1 傳遞抑制性信號使腫瘤局部微環境 T 細胞免疫效應降低，介導腫瘤免疫逃逸，促進腫瘤生長。

雖然 PD-L1 分子可作為腫瘤免疫治療的有效靶點，但有一部分病人並不能從該分子的免疫治療中獲益，5年生存率沒有顯著改善。後續研究揭示了該分子可以不依賴機體免疫系統，單獨作為膜蛋白通過激活一系列腫瘤內源信號通路在多種腫瘤的增殖、轉移、耐藥、糖酵解等生物學過程中發揮著重要調控作用。

PD-L1主要表達在細胞膜和細胞漿中，但在某些特殊情況下也可以進入細胞核。研究證實核PD-L1表達與腫瘤細胞耐藥及病人不良預後密切相關。而最新 Cell Research、Nature Cell Biology 研究也報導核PD-L1可以轉錄調控下遊靶基因表達並與腫瘤細胞焦亡、免疫療效相關。

因此研究核PD-L1分子在腫瘤發生發展中的功能及潛在機制已成為了當前腫瘤研究熱點和難點，但在肺癌中目前尚無任何研究報導。

近日，蘇州大學附屬第一醫院呼吸與危重症醫學科黃建安和劉澤毅教授團隊在 Cell Death & Differentiation （IF=10.7）雜誌上發表題為：KPNB1-mediated nuclear translocation of PD-L1 promotes non-small cell lung cancer cell proliferation via the Gas6/MerTK signaling pathway 的最新研究論文。

該研究揭示了PD-L1分子入核通過激活Gas6/MerTK信號通路進而促進非小細胞肺癌細胞增殖的機制，不僅有助於闡明 PD-L1 分子的新功能，更有可能為肺癌免疫治療的優化提供新的視角。

研究內容

研究人員首先發現，幹擾PD-L1表達非小細胞肺癌細胞增殖能力顯著減弱。為了明確潛在機制，研究者通過蛋白晶片發現幹擾PD-L1 表達可降低受體絡氨酸激酶家族 MerTK 的活化，而過表達PD-L1後MerTK活化明顯增強，提示PD-L1 表達可影響 MerTK信號通路的激活（圖1）。

圖1 肺癌細胞中幹擾PD-L1分子可影響p-MerTK的表達

蛋白質分子的亞細胞定位是蛋白發揮功能的重要體現。為了明確PD-L1如何激活腫瘤內源信號 MerTK通路，作者首先證實在NSCLC細胞株中存在核PD-L1的表達。接下來，作者進一步探究了PD-L1入核的分子機制。通過蛋白質質譜技術、蛋白核質分離分析發現幹擾KPNB1表達後，PD-L1入核減少；而過表達KPNB1則可促進PD-L1入核，導致核 PD-L1 表達增加。上述結果揭示我們KPNB1 可協助 PD-L1 發生核轉位過程（圖2）。

圖2 肺癌細胞中幹擾KPNB1可影響核PD-L1的表達

PD-L1入核後如何調控Gas6/MerTK通路呢？

MerTK活化的主要方式是通過與配體Gas6或者PROS1 結合。目前尚無研究證實PD-L1可作為單獨的轉錄因子調控靶基因的表達，那麼核PD-L1是否可作為轉錄共活化因子通過結合其他轉錄因子促進Gas6的轉錄及表達。為了驗證該猜想，作者通過ChIP、雙螢光素酶報告載體、野生型和突變型質粒構建等方法證實PD-L1可以與轉錄因子Sp1協同作用促進Gas6轉錄（圖3）。

圖3 肺癌細胞中PD-L1與Sp1協同作用促進Gas6轉錄

文章總結

在肺癌中 PD-L1 高表達，高表達的PD-L1通過與入核蛋白KPNB1相結合進入細胞核，並與轉錄因子Sp1協同作用促進Gas6轉錄。

高表達的Gas6通過粘附在外泌體表面釋放至細胞外，通過與細胞膜上的MerTK受體結合，活化 MerTK及其下遊AKT、Erk信號通路，促進腫瘤細胞的增殖能力，為克服部分PD-L1高表達的肺癌患者不能從PD-1/PD-L1免疫治療中獲益提供新的治療思路。

圖4 肺癌細胞中 PD-L1 核轉位激活 Gas6/MerTK通路的機制假說圖

該研究揭示了PD-L1分子入核通過激活Gas6/MerTK信號通路進而促進非小細胞肺癌細胞增殖的機制，不僅有助於闡明 PD-L1 分子的新功能，更有可能為肺癌免疫治療的優化提供新的視角。

論文連結：

https://www.nature.com/articles/s41418-020-00651-5