《Cancer Letters》：NR4A2 induces perineural invasion in head and neck squamous cell carcinoma and pancreatic ductal adenocarcinoma
via CXCL5/CXCR2 signaling axis
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核受体NR4A2通过调控CXCL5/CXCR2信号轴促进头颈部鳞状细胞癌和胰腺癌神经侵袭，高表达与患者预后不良相关，阻断该信号轴可抑制神经发生。
桑吉布·乔杜里（Sanjib Chaudhary）| 穆塔米尔·伊尼扬·阿帕杜赖（Muthamil Iniyan Appadurai）| 科埃利娜·甘古利（Koelina Ganguly）| 拉梅什·波图拉朱（Ramesh Pothuraju）| 汉俊·王（Han-Jun Wang）| 杰西·L·考克斯（Jesse L. Cox）| 苏博德·M·莱莱（Subodh M. Lele）| 莫哈德·瓦西姆·纳赛尔（Mohd Wasim Nasser）| 伊马亚瓦拉班·拉克什马南（Imayavaramban Lakshmanan）| 穆扎法尔·A·马查（Muzafar A. Macha）| 苏林德·库马尔·巴特拉（Surinder Kumar Batra）| 阿帕尔·基肖尔·甘蒂（Apar Kishor Ganti）
内布拉斯加大学医学中心生物化学与分子生物学系，美国内布拉斯加州奥马哈市 68198
摘要
神经周围侵犯（Perineural Invasion, PNI）与多种恶性肿瘤的较差预后相关。针对PNI可能有助于抑制头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）和胰腺导管腺癌（PDAC）的肿瘤转移。我们研究了核受体亚家族4组A2（NR4A2/Nurr1）介导的神经元侵犯在HNSCC和PDAC肿瘤进展中的作用。这些肿瘤中观察到NR4A2的异常表达，且高水平的NR4A2与较差的生存率相关。使用NR4A2抗体进行的全基因组染色质免疫沉淀（ChIP）测序显示，有几个基因与轴突导向有关，这表明其在PNI中可能具有潜在作用。用从NR4A2耗尽的癌细胞中收集的条件培养基（Conditioned Media, CM）处理后，背根神经节的神经突生长显著减少。细胞因子阵列分析发现了几种可溶性因子，如CXCL5、CCL2、IGBP2和TIMP-2，这些因子可能参与神经突生成；在NR4A2耗尽的细胞的CM中这些因子水平降低。进一步用CXCL5配体处理显著促进了神经突生成，而同时使用CXCR2（CXCL5的受体）抑制剂SCH527123处理则抑制了神经突生成。观察到CXCL5下游信号通路中的Rac1和磷酸化AKT（S473）上调，CXCR2抑制剂在神经元细胞中消除了这种效应。此外，来自CXCL5耗尽细胞的CM显示神经突长度缩短。在UMSCC1细胞中敲低NR4A2会损害体内肿瘤形成，异种移植组织中CXCL5的表达显著下调，这为NR4A2–CXCL5轴在肿瘤进展中的作用提供了直接体内证据。NR4A2是CXCL5介导的PNI的关键驱动因素，NR4A2/CXCL5/CXCR2信号轴是HNSCC和PDAC的潜在治疗靶点。
引言
神经周围侵犯（PNI），即肿瘤对神经的侵袭，会增加局部复发、转移、疼痛和肿瘤特异性死亡率的风险[1]、[2]。在PNI过程中，肿瘤细胞会直接侵袭或占据至少三分之二的神经束。PNI的发生率因肿瘤类型而异；例如，在头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）中为80-100%[1, 3, 4]，在胰腺导管腺癌（PDAC）中为100%[5]，在前列腺癌中为100%[6]，在结直肠癌中为57%[7]。总体而言，这些肿瘤倾向于利用神经侵袭作为扩散途径，这一过程独立于淋巴或血管系统的参与[8]，从而导致局部疾病控制能力下降[9]。PNI是复发的风险因素，尽管对于伴有PNI的头颈部癌症患者推荐术后放疗，但这些肿瘤仍经常复发[1]、[9]。因此，理解和识别肿瘤细胞与神经相互作用中的分子机制对于开发新型治疗方法至关重要。核受体（Nuclear Receptors, NRs）属于类固醇-甲状腺激素-视黄酸受体超家族，是一类配体激活的转录因子，对分化、发育、造血和代谢至关重要。已知配体激活的NRs会影响与多种疾病状态（如癌症、糖尿病和慢性炎症）相关的基因表达[10]、[11]，因此是重要的分子靶点。NRs的典型结构包括一个N端结构域（包含激活功能1区域AF1）、一个DNA结合结构域（DBD）、一个铰链结构域和一个C端配体结合结构域（LBD）。
核受体亚家族4组A（NR4A）包含三个同源的“孤儿”受体：Nur77（也称为NR4A1、TR3、NGFI-B）、Nurr1（NR4A2）和NOR-1（NR4A3）。尽管由于未鉴定出配体而被称为孤儿受体，但最近的研究表明NR4A2的假定配体结合口袋具有高度动态性，能够结合不饱和脂肪酸[12]。NR4A2最初被鉴定为一种大脑特异性转录因子，对维持多巴胺能反应至关重要[13]。此外，NR4A2在转录水平上调节增殖、细胞死亡、炎症和致癌作用[14]、[15]。NR4A2的致癌功能已在多种癌症中得到证实，其表达与患者预后不良、侵袭性表型和系统治疗耐药性相关[16]、[17]、[18]、[19]。NR4A2的活性功能包括多种蛋白质相互作用，包括与激酶的相互作用[20]。NR4A2在鳞状细胞癌（SCC）中上调，在前列腺素的影响下其过表达会使细胞对5-氟尿嘧啶治疗产生耐药性[21]。NR4a2-/-小鼠在表型上表现出多巴胺能反应缺陷，导致神经元功能显著受损，并与早期死亡相关[22]。NR4A2在肿瘤发生过程中起到促癌作用，诱导多种实体瘤的细胞增殖、存活、迁移和侵袭[22]、[23]、[24]。最近在体外细胞培养模型中的进展增加了我们对涉及神经元和肿瘤细胞之间通信的分子因素的理解；然而，其背后的调控机制尚不完全清楚。在这里，我们旨在通过评估NR4A2在HNSCC和PDAC中的神经元侵袭作用来研究其在肿瘤进展中的作用。
HNSCC和PDAC患者样本中的NR4A2表达
我们研究了组织微阵列、公开可用的数据集以及HNSCC和PDAC细胞系中的NR4A2表达。我们最初在HNSCC（69个肿瘤和9个正常舌组织）和PDAC样本（18个肿瘤和6个正常组织）中筛选NR4A2的表达情况，发现肿瘤中的NR4A2表达高于对照组（图1A,B）。Kaplan Meier生存曲线显示，NR4A2水平高的患者生存率更差（HNSCC，HR=2.4（95% CI,...）
讨论
癌症与神经之间的相互作用（如PNI、神经突生成和肿瘤发生过程中的新神经元生成）在所有癌症类型的进展中起着重要作用[27]。血管生成和淋巴管生成的机制及其在肿瘤进展中的作用已得到充分证实。最近的证据表明，神经突生成也可能与免疫和癌症发生有关[28]、[29]。在本研究中，我们评估了NR4A2在促进神经周围侵犯中的作用...
细胞系和体外细胞培养实验
HNSCC细胞系UM-SCC1、UM-SCC10B、UM-SCC11B、UM-SCC23、UM-SCC38、UM-SCC74A、UM-SCC47、UM-SCC11B（密歇根大学）以及PDAC细胞系CAPAN1、SUIT2、CD18、SW1990、BXPC3、COLO357、T3M4、HPAF、ASPC1、QGP、MIAPACA和PANC1（ATCC）在含有10% FBS和1X青霉素-链霉素抗生素的DMEM培养基中培养。正常口腔上皮细胞系MoE1A和MoE1B由日本鹿儿岛大学的Kishida教授提供，在角质形成细胞SFM中培养
数据可用性
CRediT作者贡献声明
拉梅什·波图拉朱（Ramesh Pothuraju）：撰写、审稿与编辑、验证、数据整理。穆塔米尔·伊尼扬·阿帕杜赖（Muthamil Iniyan Appadurai）：撰写、审稿与编辑、验证、方法学研究、数据整理。科埃利娜·甘古利（Koelina Ganguly）：撰写、审稿与编辑、方法学研究、数据整理。苏林德·K·巴特拉（Surinder K. Batra）：撰写、审稿与编辑、验证、监督、资源获取、概念构思。桑吉布·乔杜里（Sanjib Chaudhary）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、验证。
未引用的参考文献
[3], [4], [5], [6].
利益冲突
其他作者声明没有利益冲突。
资助
我们感谢国立卫生研究院（P01 CA217798、R01 CA195586、R01 CA210637、R01 CA247471、R01 CA206444、R01CA218545、R21 CA267582和R01CA241752）和退伍军人事务部（I01 BX004676）的资助。马查博士获得了科学与工程研究委员会（SERB）的核心研究资助（CRG/2021/003805）以及印度政府生物技术部的Ramalingaswami Re-entry奖学金（资助编号：DO NO.BT/HRD/35/02/2006）的资助。
利益冲突声明
SKB是Sanguine Diagnostics and Therapeutics, Inc.的联合创始人之一。
AKG从Genentech、AstraZeneca、Merck、Jazz Pharmaceuticals、Bayer、Cardinal Health、Mirati Therapeutics、Sanofi Genzyme、Regeneron Pharmaceuticals、Pfizer Inc、Zai Labs获得了咨询费用，并获得了Takeda和Chimerx（现为Jazz Pharmaceuticals的一部分）的研究支持。
其他作者均无利益冲突。
