《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Cyclic di-GMP suppresses cancer metastasis by targeting proteasome 26S subunit non-ATPase 3 independently of STING
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本研究针对癌症转移缺乏有效治疗策略的临床难题，揭示了细菌信号分子c-di-GMP通过直接结合蛋白酶体26S亚基非ATP酶3（PSMD3），破坏其与TBK1的相互作用，进而抑制TBK1-NF-κB信号通路，显著抑制乳腺癌等恶性肿瘤的转移。该发现不仅阐明了PSMD3在肿瘤转移中的非经典功能，还为开发靶向PSMD3-TBK1-NF-κB通路的抗转移药物提供了新思路。
癌症转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因，尤其对于三阴性乳腺癌等侵袭性强、易转移的癌症类型，现有治疗手段效果有限。尽管科学家们对肿瘤转移的分子机制进行了大量探索，但针对转移过程的有效靶向策略仍显不足。近年来，细菌来源的信号分子因其独特的生物活性受到关注，其中环二鸟苷酸（cyclic di-GMP, c-di-GMP）作为STING（stimulator of interferon genes）的已知配体，在肿瘤免疫治疗中作为疫苗佐剂被广泛研究。然而，c-di-GMP是否能够直接抑制肿瘤细胞转移，以及其作用机制是否依赖STING通路，尚不明确。
为解决这一科学问题，研究团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表的最新研究中，系统探讨了c-di-GMP在抑制癌症转移中的作用及其分子机制。研究发现，c-di-GMP在低浓度下即可显著抑制多种癌症细胞的迁移能力，且在动物模型中有效抑制乳腺癌肺转移，而对小鼠无明显毒性。令人意外的是，这一抗转移效应并不依赖于以往公认的c-di-GMP受体STING。通过生物素标记的c-di-GMP pull-down联合质谱分析，研究人员首次鉴定出蛋白酶体26S亚基非ATP酶3（proteasome 26S subunit non-ATPase 3, PSMD3）是c-di-GMP的直接结合靶点。
表面等离子共振（SPR）和等温滴定量热（ITC）实验证实c-di-GMP与PSMD3具有高亲和力结合（Kd≈4–8 μM），而其他环二核苷酸（如2′3′-cGAMP）则无此作用。进一步机制研究表明，PSMD3通过其卷曲螺旋结构域与TBK1（TANK-binding kinase 1）的相同结构域直接相互作用，促进TBK1二聚化及自身磷酸化（Ser172），进而激活NF-κB信号通路（磷酸化p65 Ser536）。c-di-GMP的结合破坏了PSMD3-TBK1复合物的形成，抑制TBK1-NF-κB通路活化，最终阻遏肿瘤细胞迁移和转移。临床数据分析显示，PSMD3在乳腺癌组织中高表达，且与患者不良预后相关，提示其作为抗转移治疗靶点的潜在价值。
关键技术方法
研究采用体外细胞迁移（伤口愈合和Transwell实验）和体内转移模型（尾静脉注射及原位移植瘤模型），通过生物发光成像监测转移过程；利用RNA测序（RNA-seq）筛选c-di-GMP作用后的差异表达基因，并通过KEGG和GSEA分析富集通路；通过免疫共沉淀（Co-IP）、细胞热转移 assay（CETSA）、蛋白质互作域映射等技术验证PSMD3-TBK1相互作用；使用CRISPR/Cas9基因编辑和RNA干扰（siRNA）技术敲除或敲低目标基因；借助临床数据库（如TCGA）分析PSMD3表达与预后的相关性。
c-di-GMP抑制癌症转移
通过体外实验发现，c-di-GMP在1 μM浓度下即可显著抑制MDA-MB-231等癌细胞的迁移能力，且对细胞活力影响较小。在裸鼠尾静脉注射模型中，c-di-GMP（1–10 mg/kg）剂量依赖性地抑制乳腺癌肺转移，病理切片显示肺转移结节明显减少。
c-di-GMP的抗转移活性不依赖STING
在STING低表达的乳腺癌细胞中，c-di-GMP仍能抑制细胞迁移；STING基因敲除后，c-di-GMP的抗迁移效应未被削弱。其他STING激动剂（如c-di-AMP、2′3′-cGAMP）未表现出类似作用，表明c-di-GMP的抗转移功能具有独特性和STING非依赖性。
c-di-GMP抑制NF-κB信号通路
RNA-seq分析显示c-di-GMP显著下调NF-κB通路相关基因。Western blot验证c-di-GMP降低p65 Ser536磷酸化水平，并抑制TNFα诱导的p65核转位。qPCR证实NF-κB下游靶基因（如CXCL1、IL6等）表达下降。
c-di-GMP直接结合PSMD3
质谱分析鉴定出PSMD3为c-di-GMP结合蛋白，SPR和ITC测定其结合亲和力（Kd≈4.2–8.5 μM）。CETSA实验显示c-di-GMP增强PSMD3的热稳定性，进一步证实二者直接互作。
PSMD3是新型TBK1结合蛋白
Co-IP实验证明PSMD3与TBK1存在内源性结合，且c-di-GMP处理可破坏该互作。结构域映射表明PSMD3的卷曲螺旋连接区与TBK1的卷曲螺旋域直接结合。PSMD3敲低降低p-TBK1和p-p65水平，而不影响蛋白酶体底物c-Myc的降解，提示其功能独立于蛋白酶体活性。
c-di-GMP通过靶向PSMD3抑制癌细胞迁移
PSMD3敲低显著抑制癌细胞迁移，且削弱c-di-GMP的抗迁移效果。回补实验证实PSMD3过表达可逆转其敲低导致的迁移抑制，明确PSMD3在c-di-GMP作用中的必要性。
c-di-GMP抑制原位乳腺肿瘤的肺转移
在小鼠原位移植瘤模型中，c-di-GMP治疗显著降低肺转移负荷（减少约34倍），病理及免疫组化显示转移灶增殖信号（Ki-67）减弱，肿瘤组织中PSMD3-TBK1互作及NF-κB活化被抑制。
结论与意义
本研究首次揭示c-di-GMP通过靶向PSMD3独立于STING通路抑制TBK1-NF-κB信号，进而阻断癌症转移的新机制。PSMD3作为蛋白酶体亚基的非经典功能靶点，其高表达与乳腺癌不良预后相关，为开发靶向PSMD3的抗转移策略提供了理论依据。c-di-GMP作为一种低毒性、高效能的细菌来源分子，展现出治疗转移性癌症的临床转化潜力。该研究不仅深化了对肿瘤转移信号网络的理解，也为克服当前NF-κB靶向治疗的局限性提供了新方向。
