整合素β4通过MEK/ERK信号通路驱动膀胱癌的免疫逃逸和对PD-1阻断的治疗抵抗

Integrin β4 drives immune evasion and therapeutic resistance to PD-1 blockade in bladder cancer via MEK/ERK signaling.

作者信息Pingxia Lin, Zhuo Xing, Yulong Hong, Haozhe Xu, Shuai Shao, Liping Luo, Yuanqiao Zhao, Xin Jin, Yuan Li
PMID41241104
发布时间2026-01
DOI10.1016/j.jbc.2025.110941

实验完整度

包含体外细胞实验、体内小鼠模型、生物信息学分析等至少两个独立证据层级,并进行了功能验证和机制验证。

主要模型

人膀胱癌细胞系HT-1376和5637 小鼠膀胱癌细胞系MB49 C57BL/6小鼠皮下移植瘤模型 BALB/c-nu/nu裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

ITGB4敲低或过表达对PD-L1表达的影响(HT-1376, 5637细胞) ITGB4 Y1510A突变对MEK/ERK/c-Jun通路磷酸化的影响 ERK抑制剂LY3214996(2 μM)处理对PD-L1表达的影响 在MB49小鼠模型中,ITGB4敲低联合抗PD-1(10 mg/kg)对肿瘤生长和CD8+ T细胞浸润的影响 ITGB4表达对enfortumab vedotin(2 nM)处理下细胞活力和凋亡的影响

摘要

膀胱癌(BLCA)是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,占尿路上皮癌的90%至95%。肌层浸润性膀胱癌(MIBC)是BLCA的一种恶性类型,5年生存率仅为50%。尽管免疫检查点抑制剂(ICIs)在晚期MIBC中显示出前景,但其反应性受到肿瘤细胞免疫逃逸机制的限制。整合素β4(ITGB4)是细胞间黏附分子家族的成员,据报道在许多癌症中显著上调,并与肿瘤进展有关。我们先前的工作证实BLCA中ITGB4的升高与顺铂耐药密切相关。然而,ITGB4在BLCA免疫治疗中的作用仍不清楚。通过生物信息学分析、RNA测序和基于细胞的实验,我们证明ITGB4通过酪氨酸-1510磷酸化依赖性激活MEK1/ERK1/2/c-Jun信号级联来调节抗肿瘤免疫应答,并且ITGB4的高表达抑制了BLCA中PD-1阻断的抗肿瘤效率。根据BLCA诊断和治疗指南中的最新序贯治疗建议,抗体-药物偶联物(ADCs)在对铂类和ICIs难治的晚期BLCA患者中已显示出相关的临床获益。我们的研究还发现ITGB4与ADC药物靶点NECTIN4之间存在正相关,并且ITGB4的过表达上调了BLCA对enfortumab vedotin治疗的敏感性。这为免疫治疗耐药的晚期BLCA患者的治疗选择提供了基础。总的来说,这些结果表明ITGB4可能是晚期BLCA的一个有前景的治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
ITGB4是否以及如何影响BLCA对PD-1阻断的反应性,并探讨其与ADC治疗敏感性的关系。
核心机制
ITGB4通过酪氨酸-1510磷酸化激活MEK1/ERK1/2/c-Jun信号级联,上调PD-L1表达,从而驱动免疫逃逸和对PD-1阻断的耐药。
主要证据
在HT-1376、5637和MB49细胞中,ITGB4敲低降低PD-L1表达,过表达增加PD-L1;Y1510A突变消除对MEK/ERK/c-Jun磷酸化的影响;ERK抑制剂减弱ITGB4对PD-L1的调控;体内实验中ITGB4敲低增强抗PD-1疗效并促进CD8+ T细胞浸润。
研究意义
ITGB4可能作为晚期BLCA的潜在治疗靶点,并有助于指导顺铂耐药和免疫治疗耐药患者的序贯治疗选择。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

生信分析鉴定ITGB4与PD-L1的相关性

探究在顺铂耐药背景下,ITGB4是否与PD-L1表达相关。

通过分析CAMs相关基因集和PD-L1调控基因集的交集,鉴定出ITGB4;随后在GSE268855和TCGA-BLCA数据库中分析ITGB4与PD-L1表达的相关性。

2

体外验证ITGB4对PD-L1表达的调控

验证ITGB4表达水平变化是否影响PD-L1的mRNA和蛋白水平。

在HT-1376和5637细胞中,通过shRNA敲低ITGB4或过表达ITGB4质粒,使用Western blot和RT-qPCR检测PD-L1表达。

3

体内验证ITGB4对PD-1阻断抗肿瘤效果的影响

评估ITGB4沉默是否增强PD-1阻断在BLCA中的抗肿瘤效果。

将感染shControl或shItgb4的MB49细胞皮下注射到C57BL/6小鼠中,用抗PD-1(10 mg/kg)或IgG处理三次,测量肿瘤体积并通过免疫荧光检测CD8+ T细胞浸润。

4

机制研究:ITGB4通过Y1510磷酸化激活MEK/ERK通路

阐明ITGB4调控PD-L1表达的分子机制。

通过KEGG富集分析发现MAPK通路激活;在HT-1376和5637细胞中敲低或过表达ITGB4,检测MEK1、ERK1/2和c-Jun的磷酸化水平;并用Y1510A突变体验证其必要性。

5

ERK抑制剂验证MEK/ERK通路对PD-L1的作用

验证MEK/ERK通路是ITGB4调控PD-L1所必需。

用ERK抑制剂LY3214996处理细胞,观察对PD-L1表达的影响;在MB49小鼠模型中,联合ERK抑制剂和抗PD-1治疗,评估抗肿瘤效果。

6

ITGB4与NECTIN4的相关性分析

探索ITGB4与ADC药物靶点NECTIN4表达的关系。

通过RNA-Seq和DepMap数据库分析ITGB4与NECTIN4的相关性;在细胞中敲低或过表达ITGB4,检测NECTIN4的表达;并通过组织微阵列进行IHC验证。

7

ITGB4对enfortumab vedotin敏感性的影响

验证ITGB4是否影响膀胱癌细胞对enfortumab vedotin的敏感性。

在HT-1376和5637细胞中敲低或过表达ITGB4,用CCK-8和Annexin V-PI实验检测药物敏感性;通过裸鼠异种移植模型验证体内效果。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
LY3214996SelleckS8534
帕博利珠单抗(抗PD-1)SelleckA2005
恩诺单抗维多汀(Padcev)SelleckD4053
抗ITGB4抗体Proteintech21738-1-AP
抗p-ITGB4(Y1510)抗体ImmunowayYP0755
抗MEK-1抗体ImmunowayYM8273
抗p-MEK-1 (T386)抗体ImmunowayYP0425
抗ERK1/2抗体ImmunowayYM8336
抗p-ERK1/2 (T202/T204)抗体ImmunowayYM8452
抗c-Jun抗体ImmunowayYM8321
抗p-c-Jun (S63)抗体Proteintech28907-1-AP
抗PD-L1抗体Proteintech28076-1-AP
抗NECTIN4抗体Proteintech21903-1-AP
抗HER2抗体Proteintech18299-1-AP
抗TROP2抗体Proteintech27360-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech10494-1-AP
DMEM培养基Procell Life Science & TechnologyPM150210
RPMI-1640培养基Procell Life Science & TechnologyPM150110
胎牛血清Procell Life Science & Technology164210-500
青霉素-链霉素Procell Life Science & TechnologyPB180120
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液BeyotimeP0013
ECL检测试剂Thermo Fisher Scientific--
ChemiDoc XRS成像系统Bio-Rad Laboratories--
组织微阵列玻片AvilabioKD1921
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific15596026
PrimeScript逆转录试剂盒Takara Bio Inc.RR037A
TB Green快速qPCR预混液Takara Bio Inc.RR430A
CCK-8试剂BeyotimeC0037

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源、培养基种类(DMEM或RPMI-1640)、FBS和P/S浓度、培养条件(37°C,5% CO2)。
阅读提示:Methods:Cell lines and cell culture
基因敲低/过表达
转染试剂(Lipofectamine 2000)、质粒或shRNA序列、转染时间(72小时)、嘌呤霉素筛选浓度。
阅读提示:Methods:Cell transfection
体外药物处理
LY3214996浓度(2 μM)、处理时间(24小时);enfortumab vedotin浓度(2 nM)、处理时间(24小时)。
阅读提示:Figure legends:Figure 3, Figure 5
动物模型
小鼠品系(C57BL/6, BALB/c-nu/nu)、年龄(6周龄)、体重(22-24 g)、细胞数量(1×10^7)、给药剂量和途径(抗PD-1 10 mg/kg腹腔注射,LY3214996 100 mg/kg口服,enfortumab vedotin 3 mg/kg静脉注射)、时间点。
阅读提示:Methods:C57BL/6 mice assay, Nude mouse xenograft assay
Western blot
抗体稀释比例、蛋白上样量、膜类型(0.45μm PVDF)、封闭液等。
阅读提示:Methods:Western blot analysis