2月12日,Journal of Clinical Investigation雜志在線刊出題為“STAT3/p53 pathway activation disrupts IFN-β-induced dormancy in tumor-repopulating cells”的論文,基礎醫學研究所劉玉英副研究員和兩名研究生呂家迪和劉金燕為本文的并列第一作者,黃波教授為通訊作者。
機體腫瘤細胞在遭受化療藥物、放療照射或免疫細胞攻擊時,具有干性的腫瘤種子細胞(如蟻群中的蟻后)進入睡覺即休眠狀態,而對外界的各種攻擊無應答,進而逃過放化療以及機體免疫攻擊,成為臨床腫瘤復發和轉移的根本原因。不管腫瘤休眠的重要性,迄今為止,對于腫瘤休眠的研究才剛剛開始,腫瘤休眠仍是腫瘤研究領域的一個巨大謎團與挑戰。黃波團隊先前研究發現,關鍵的抗腫瘤免疫因子IFN-γ通過吲哚胺2,3雙加氧酶(IDO)- 犬尿氨酸(Kyn)-芳香烴受體(AhR)信號通路,誘導腫瘤再生細胞(腫瘤種子細胞)進入休眠(Nat Commun. 2017 May 10;8:15207)。在此基礎上,該研究團隊進一步發現,關鍵的抗病毒免疫因子IFN-β相較IFN-γ卻具有更好的休眠誘導作用。一方面,IFN-β同樣激活IDO-Kyn-AhR信號通路,誘導腫瘤再生細胞進入休眠;另一方面,IFN-β還通過誘導STAT3絲氨酸殘基磷酸化途徑進一步誘導腫瘤種子細胞休眠。更有意義的是,阻斷IDO-Kyn-AhR信號通路,使得IFN-β激活STAT3的絲氨酸和酪氨酸雙磷酸化,其入核后,顯著上調p53的表達,后者則直接抑制糖代謝的磷酸戊糖途徑,抑制抗氧化的NADPH生成,使得氧化型谷胱甘肽不能夠通過NADPH再轉變為還原型谷胱甘肽,進而自由基不能被清除,最終導致IFN-β所誘導的休眠腫瘤再生細胞進入死亡。這一機制的闡述為目前克服臨床上不能被清除的休眠的腫瘤種子細胞提供了新的方向,并為腫瘤免疫治療開辟了新途徑。
目前腫瘤免疫治療已成功地運用于臨床。對于一些治療效果非常好的腫瘤患者如黑色素瘤患者臨床觀察發現,有些患者經過3至5年的瘤體消失后又復發和轉移,表明部分腫瘤種子細胞能夠進入休眠狀態,因而逃過免疫細胞的攻擊,并當機體免疫環境改變時,又復蘇并開始生長,進而發展成為臨床可見的復發或轉移腫瘤。因此,靶向休眠的腫瘤種子細胞將是腫瘤免疫治療的關鍵節點,是腫瘤免疫治療最終成功地核心所在,本研究結果則為此奠定了基礎。
該研究由黃波教授研究團隊完成,并獲得中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程(2016-I2M-1-007)和國家自然科學基金的資助。基礎醫學研究所曹雪濤教授、藥物研究所胡卓偉教授、蘇州系統醫學研究所秦曉峰教授參與了該項研究。
(基礎醫學研究所)