《SCIENCE ADVANCES》：Jagged1 regulates extracellular matrix deposition and remodeling in triple-negative breast cancer
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本研究探讨了三阴性乳腺癌（TNBC）中Notch配体Jagged1如何通过调控肿瘤微环境（TME）促进疾病进展。为了解决TNBC侵袭性强、治疗抵抗的临床难题，研究人员聚焦于Jagged1介导的癌细胞-成纤维细胞交互作用。他们发现，高表达Jagged1通过增强转化生长因子-β（TGFβ）活性，驱动肌成纤维细胞（myCAF）活化、胶原蛋白积累和ECM纤维排列，从而形成促肿瘤的僵硬微环境。这项研究确立了Jagged1作为TNBC中ECM重塑和TGFβ活性的上游关键调节因子，为针对特定Notch组分的靶向治疗提供了新思路。
乳腺癌，尤其是缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（HER2）表达的三阴性乳腺癌（TNBC），以其侵袭性强、易转移和治疗选择有限而令临床医生倍感棘手。肿瘤的进展远非癌细胞“独自作战”，其周围由多种非恶性细胞和细胞外基质（ECM）构成的肿瘤微环境（TME）扮演着至关重要的“帮凶”角色。在这个微环境中，癌症相关成纤维细胞（CAFs）是ECM的主要“建筑师”和“改造师”，它们分泌的胶原蛋白等物质会形成僵硬且排列有序的纤维网络。这种改造后的ECM不仅为癌细胞迁移铺设了“高速公路”，还阻碍免疫细胞浸润，导致治疗抵抗。那么，是谁在背后指挥CAFs进行这种促癌改造？一个名为Notch的信号通路，特别是其配体Jagged1，近年来在多种癌症中被发现异常活跃，并与不良预后相关。然而，Jagged1在TNBC的恶劣微环境构建中究竟扮演何种具体角色，其与关键的促纤维化因子转化生长因子-β（TGFβ）之间又存在怎样的联系，仍是未解之谜。解开这些谜团，或许能为征服TNBC找到新的突破口。近期，一项发表在《SCIENCE ADVANCES》上的研究对此进行了深入探索。
为了揭示Jagged1在TNBC中的作用机制，研究人员运用了多组学技术和多种模型系统。他们利用已发表的三阴性乳腺癌患者单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据和公共乳腺癌患者数据集进行生物信息学分析，评估Jagged1的表达与预后关联。在实验模型中，他们通过CRISPR-Cas9技术构建了Jagged1基因敲除（Jag1KO）的MDA-MB-231 TNBC细胞系，并在鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）模型和斑马鱼胚胎模型中进行体内肿瘤生长和转移实验。为了模拟肿瘤微环境中的细胞互作，他们建立了三维（3D）体外共培养体系，将癌细胞与小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）或人源成纤维细胞共培养成球。通过对这些共培养球体进行蛋白质组学（质谱）分析、转录组学（RNA-seq）分析以及蛋白质免疫印迹（Western blot）等，系统评估了ECM成分、信号通路活性和细胞表型的变化。此外，研究还采用了细胞衍生基质（CDM）模型来可视化并定量分析ECM纤维的排列和组织情况。
研究结果
Jagged1增强TNBC细胞的体内侵袭性行为
分析显示，Jagged1在侵袭性乳腺癌亚型（HER2富集型和TNBC）的癌细胞中高表达，且高表达与患者较差的生存期相关。在CAM模型中，Jag1KO细胞形成的肿瘤显著小于野生型（Jag1WT）。在斑马鱼模型中，Jag1KO细胞在循环中的存活率和转移灶形成能力均下降。这些结果表明Jagged1能促进TNBC细胞的体内生长和侵袭。
Jagged1调控TNBC细胞表型和基因表达
将TNBC癌细胞按JAG1表达量分为高、低两组后，基因集富集分析（GSEA）显示，Jag1-high细胞中ECM相关基因、Notch、Wnt、TGFβ通路基因、乳腺癌干细胞（CSC）和上皮-间质转化（EMT）标志物表达上调。3D培养中，Jag1KO细胞球体的侵袭性和大小均减弱。全转录组分析证实，Jagged1调控了大量ECM和细胞迁移相关基因，这些基因在患者数据中也与Jagged1表达正相关。
Jagged1通过TGFβ信号诱导成纤维细胞共培养中的ECM沉积与重塑
当癌细胞高表达Jagged1时，其肿瘤中的成纤维细胞显示出Notch靶基因、TGFβ通路基因（包括TGFB1）以及肌成纤维细胞标志物（如αSMA）的表达上调，而炎症性CAF（iCAF）标志物下调。单细胞数据分析发现了一个几乎全部来自高Jagged1肿瘤的成纤维细胞亚群，其特征与之前报道的TGFβ-myCAFs高度相似。在3D共培养体系中，与Jag1WT细胞共培养的成纤维细胞，其胶原蛋白产量显著增加，且SMAD2/3磷酸化水平升高，表明TGFβ活性增强。蛋白质组学显示胶原蛋白在癌细胞和成纤维细胞中均有上调，但胶原主要累积在成纤维细胞区域。
Jagged1通过TGFβ信号导引细胞外基质纤维排列
在细胞衍生基质（CDM）模型中，与Jag1WT癌细胞共培养的成纤维细胞所产生的纤连蛋白（FN）和胶原纤维排列有序度显著高于对照组。使用重组Jagged1蛋白包被培养表面也能诱导成纤维细胞产生排列更有序的ECM，而其他Notch配体（Dll1, Dll4）则无此效果。抑制TGFβ可完全阻止Jagged1诱导的ECM纤维排列，而外源添加TGFβ1则可挽救Jag1KO共培养体系中的纤维无序表型。抑制Notch或赖氨酰氧化酶（LOX）也能部分减弱纤维排列。这些发现表明Jagged1通过Notch和TGFβ依赖性机制调控ECM纤维排列。
基质硬度促进Jagged1蛋白表达
研究发现，将MDA-MB-231或ER阳性的MCF7细胞培养在硬度递增的基质上时，Jagged1的蛋白表达水平随之上调。这提示在ECM硬度、Jagged1表达和TGFβ活性之间存在一个促进肿瘤的正反馈循环：Jagged1→活化CAFs/增加TGFβ→ECM沉积和重塑/硬度增加→进一步上调Jagged1。
Jagged1在体内促进成纤维细胞活化和胶原沉积
在CAM共培养肿瘤模型中，Jag1WT与成纤维细胞共植形成的肿瘤更大，且表现出更强的侵袭性组织学特征。免疫荧光分析显示，Jag1WT肿瘤中αSMA阳性区域（指示活化的肌成纤维细胞）、胶原沉积以及磷酸化SMAD2/3（指示TGFβ活性）的水平均显著高于Jag1KO肿瘤。在患者数据中，Jagged1的mRNA表达与多种胶原、αSMA（ACTA2）及基质重塑酶的mRNA水平呈正相关，且这些基因的高表达在基底样乳腺癌中同样预示不良预后。
研究结论与意义
本研究系统阐明了Notch配体Jagged1在TNBC进展中的核心作用。它不仅是癌细胞自身侵袭性和干细胞样特性的驱动者，更是肿瘤微环境恶化的“总指挥”。Jagged1通过细胞间接触激活相邻成纤维细胞中的Notch信号，进而上调TGFβ活性，促使成纤维细胞分化为具有特定分子特征的肌成纤维细胞（TGFβ-myCAFs）。这些活化的成纤维细胞大量沉积胶原蛋白，并重塑ECM纤维，使其排列更加有序，从而创造出一个促侵袭、促转移的物理微环境。同时，增高的基质硬度又会反过来上调癌细胞中的Jagged1表达，形成一个致命的恶性循环。
该研究的重大意义在于，它将Jagged1定位为TNBC中ECM异常重塑和TGFβ活化的关键上游调节因子。由于泛Notch抑制剂因毒性大在临床应用中受阻，针对特定组件（如Jagged1）的治疗策略显得更有前景。本研究提示，在侵袭性乳腺癌亚型（如TNBC）中靶向Jagged1，可能能够同时打击癌细胞本身并逆转其促纤维化的微环境，从而抑制肿瘤进展并克服治疗抵抗。这为开发针对肿瘤微环境的新型联合疗法提供了重要的理论依据和潜在的精准靶点。
