腫瘤轉移是引起癌癥死亡的主要原因，在轉移性器官中促使腫瘤定植有兩個協(xié)同驅動因素，細胞可塑性和免疫逃逸，使得腫瘤細胞在免疫抑制微環(huán)境中，與免疫細胞與基質細胞相互作用，支持腫瘤細胞生長并逃避免疫系統(tǒng)的監(jiān)視。結直腸癌是最常見的消化道腫瘤，其肝轉移率較高，且預后不良。

近年來，隨著靶向治療的發(fā)展，許多晚期癌癥患者的預后得到顯著改善，但結直腸癌患者收效甚微。蛋白酶激活受體2(PAR2)是G蛋白偶聯受體家族的一員，其與轉移性結直腸癌的發(fā)生密切相關，能夠增強癌癥干細胞的自我更新并促進癌細胞轉移。然而，PAR2在調節(jié)腫瘤微環(huán)境中的作用還知之甚少。

2024年1月1日，中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院汪紅英團隊在Cancer Letter雜志發(fā)表題為Bcl-xL mediates interferon-beta secretion by protease-activated receptor 2 deficiency through the mitochondrial permeability transition pore in colorectal cancer metastasis的文章。該研究發(fā)現蛋白酶活化受體2(PAR2)信號通過穩(wěn)定線粒體膜，在結直腸癌肝轉移過程中通過IFN-β調節(jié)免疫微環(huán)境，而PAR2抑制劑和免疫檢查點抑制劑(ICB)的協(xié)同作用為轉移性結直腸癌治療提供潛在的治療策略。

該研究使用了來自集萃藥康的Ifnar1-KO(Strain NO. T005534)小鼠

研究團隊首先比較了免疫功能正常與缺陷小鼠腫瘤細胞的轉移能力，發(fā)現相較于免疫缺陷小鼠，敲低PAR2能夠顯著降低免疫正常小鼠中結直腸癌細胞的轉移數量，且肝臟中CD8 T細胞與IFNγ水平顯著升高。表明PAR2信號通過Ⅰ型IFN信號通路調節(jié)轉移器官中的免疫微環(huán)境。

圖1 PAR2通過I型干擾素信號通路介導結腸直腸癌的肝轉移

由于PAR2信號在結直腸癌細胞中被自分泌信號激活，研究團隊在不同的結直腸癌細胞中分別敲低PAR2并進行轉錄組測序，發(fā)現Ⅰ型IFN信號通路中的基因表達水平均上調，其中IFN-β表達增加，STAT磷酸化水平增加，TBK-1與IRF3被激活，若敲低STING或RIG-1則能夠部分逆轉這一上調。這些結果表明，PAR2缺失通過cGAS/STING和RIG-1信號通路上調IFN-β并激活Ⅰ型IFN信號轉導。

圖2 PAR2缺失激活I型IFN信號通路

線粒體DNA在胞質中的積累能夠激活cGAS/STING和RIG-1通路。研究團隊此前發(fā)現PAR2能夠穩(wěn)定線粒體凋亡通路中的Bcl-xL，通過檢測敲低PAR2細胞中的線粒體形態(tài)和膜電位，發(fā)現PAR2缺失會破壞結直腸癌細胞的線粒體穩(wěn)態(tài)。此外，研究團隊使用扎西他濱處理線粒體DNA缺失細胞Rho⁰后發(fā)現，敲低PAR2無法上調Ifnb1的表達。這些發(fā)現表明，PAR2缺失會增加線粒體DNA的胞質積累，引起結直腸癌中Ifnb1的上調。

圖3 PAR2缺失刺激線粒體核酸泄漏

線粒體通透性轉換孔(mPTP)是一種位于線粒體內膜與外膜之間的蛋白復合物，是核酸外排的非特異性通道。研究團隊發(fā)現在PAR2缺陷細胞內BAK和BAX的表達與線粒體定位顯著增加，而回補Bcl-xL后能夠逆轉PAR2缺失引起的Ifnb1上調，消除T細胞活化，表明PAR2通過Bcl-xL調節(jié)線粒體膜通透性，最終影響CD8 T細胞的活化。

圖4 PAR2通過Bcl-xL調控線粒體膜通透性

在結直腸癌細胞中抑制PAR2能夠招募更多的CD8 T細胞至轉移器官，這些細胞能夠表達活化及免疫抑制標志物在小鼠肝轉移瘤的腫瘤細胞內高表達。研究團隊利用PAR2抑制劑與抗PD-L1抗體聯合處理結直腸癌肝轉移小鼠，發(fā)現小鼠肝臟中的轉移病灶顯著減少，且CD8 T細胞的百分比顯著增加，表明PAR2抑制劑和免疫檢查點抑制劑對結直腸癌的肝轉移有協(xié)同作用。

圖5 PAR2抑制劑增加ICD治療的敏感性

綜上所述，研究團隊證明了在結直腸癌細胞中高度表達的PAR2通過抑制Ⅰ型IFN通路以形成免疫抑制微環(huán)境。癌細胞中的PAR2信號缺失降低了Bcl-xL的表達，增加線粒體膜通透性，使得線粒體DNA在胞質中積累，并誘導I型IFN信號轉導，從而引發(fā)抗腫瘤免疫。進一步地，研究者通過小鼠體內給藥實驗，證明了PAR2抑制劑與免疫檢查點抑制劑存在協(xié)同作用，能夠進一步抑制結直腸癌的轉移，為晚期結直腸癌患者的治療提供了一種新策略。