抑瘤素M受体与氯离子细胞内通道1的串扰驱动胶质母细胞瘤关键致癌通路

《Signal Transduction and Targeted Therapy》:An oncostatin M receptor and chloride intracellular channel 1 crosstalk drives key oncogenic pathways in glioblastoma

【字体: 时间:2026年05月24日 来源:Signal Transduction and Targeted Therapy 52.7

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  研究人员利用哺乳动物膜双杂交高通量筛选技术(MaMTH-HTS)绘制了抑瘤素M受体(OSMR)的互作组,发现其在胶质母细胞瘤(GB)中与截短型表皮生长因子受体变体Ⅲ(EGFRvIII)及信号转导与转录激活因子3(STAT3)形成正反馈信号机制,促进肿瘤进展。除

  
研究人员利用哺乳动物膜双杂交高通量筛选技术(MaMTH-HTS)绘制了抑瘤素M受体(OSMR)的互作组,发现其在胶质母细胞瘤(GB)中与截短型表皮生长因子受体变体Ⅲ(EGFRvIII)及信号转导与转录激活因子3(STAT3)形成正反馈信号机制,促进肿瘤进展。除EGFRvIII外,OSMR还调控脑肿瘤干细胞(BTSC)呼吸及放疗抵抗。机制研究发现,氯离子细胞内通道1(CLIC1)是OSMR-STAT3信号及OSMR/EGFRvIII复合物的关键调节因子。CLIC1与OSMR及EGFRvIII物理结合,并促进EGFRvIII包装进入细胞外囊泡(EV)。基因敲除CLIC1破坏OSMR/EGFRvIII相互作用,抑制STAT3活化,减少EV中EGFRvIII含量,并延缓GB进展。全细胞膜片钳记录及特异性靶向跨膜CLIC1的单克隆抗体(tmCLIC1omab)证实,GB中存在一种由tmCLIC1介导的独特药理和生物物理电流,该电流对维持EGFRvIII/STAT3信号不可或缺。研究进一步表明,OSMR是维持质膜(PM)上CLIC1介导的离子平衡所必需的。该研究揭示了GB中OSMR与tmCLIC1的双向串扰,这对驱动其恶性生长至关重要。
研究背景与意义
胶质母细胞瘤(GB)是成人最具侵袭性的原发性脑肿瘤,现有标准治疗(手术联合替莫唑胺与放疗)仅能将中位生存期延长至不足22个月,肿瘤异质性、脑肿瘤干细胞(BTSC)的存续及治疗抵抗是导致预后极差的核心原因。既往已知抑瘤素M受体(OSMR)可通过与截短型表皮生长因子受体变体Ⅲ(EGFRvIII)及信号转导与转录激活因子3(STAT3)形成正反馈环路驱动GB进展,并调控BTSC呼吸与放疗抵抗,但其多功能性的分子机制尚不清楚。本研究旨在解析OSMR的互作网络,寻找跨膜信号整合节点,为GB治疗提供新靶点。研究成果发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》。
主要技术方法
研究人员采用哺乳动物膜双杂交高通量筛选技术(MaMTH-HTS)绘制OSMR在有无EGFRvIII背景下的互作组;利用患者来源的BTSC队列(含EGFRvIII突变型BTSC73、BTSC147及野生型BTSC12、BTSC30)进行功能验证;通过接近连接实验(PLA)、免疫共沉淀(co-IP)、AlphaFold-Multimer结构预测及非变性凝胶电泳验证蛋白互作;结合全细胞膜片钳记录分析跨膜CLIC1(tmCLIC1)的电生理特性;利用CRISPR-Cas9基因编辑、单克隆抗体(tmCLIC1omab)药理学抑制及颅内/皮下异种移植模型评估体内外表型。
研究结果
Mapping OSMR interactome via mammalian membrane two-hybrid high-throughput screening (MaMTH-HTS)
通过MaMTH-HTS筛选鉴定出334个OSMR高置信度互作蛋白,其中30个为共有互作蛋白(含7个质膜蛋白)。基因本体(GO)分析显示,OSMR特异性互作组富集于免疫过程,而OSMR/EGFRvIII特异性互作组富集于生物合成调控过程,提示OSMR功能具有遗传背景依赖性。
Analysis of OSMR common binding partners and the involvement of CLIC1
聚焦共有互作蛋白的功能筛选将氯离子细胞内通道1(CLIC1)确定为关键候选分子。TCGA、Rembrandt、Gravendeel及Kamoun数据集分析显示,CLIC1与OSMR在GB组织中均显著上调,且二者高表达与患者不良预后相关;CLIC1表达随GB亚型恶性程度进展持续升高,而OSMR在经典型与间质型中均高表达。
CLIC1 regulation of BTSCs self-renewal and proliferation
在多种BTSC中,siRNA瞬时敲低或CRISPR-Cas9基因编辑敲除CLIC1均显著降低细胞活力、球体体积、干细胞频率及EdU阳性增殖细胞比例,证实CLIC1是维持BTSC干性与增殖的必需因子。
CLIC1 interacts with OSMR and EGFRvIII endogenously in BTSCs
免疫染色与共定位分析显示CLIC1定位于质膜并与OSMR重叠;PLA与co-IP实验在体内源性BTSC中验证了CLIC1与OSMR、CLIC1与EGFRvIII的物理相互作用,且CLIC1缺失后OSMR-CLIC1互作信号显著减弱。
The extracellular domain of CLIC1 interacts with OSMR/EGFRvIII
PLA实验显示CLIC1缺失显著削弱OSMR与EGFRvIII的相互作用;AlphaFold-Multimer预测及截断体co-IP证实CLIC1胞外域(1–58 aa)足以介导其与OSMR、EGFRvIII胞外域形成复合物;非变性凝胶电泳检测到三者存在于约720 kDa的稳定复合物中。
OSMR-CLIC1 crosstalk maintains EGFRvIII/STAT3 signaling, and blockade of tmCLIC1 impairs the phosphorylation of EGFRvIII and STAT3
CLIC1缺失导致EV中EGFRvIII含量降低;膜片钳记录显示CLIC1敲除或OSMR敲低均显著减少tmCLIC1介导的氯离子电流,证实二者存在双向调控。特异性靶向tmCLIC1的单克隆抗体(tmCLIC1omab)可抑制该电流,并在体内外显著抑制肿瘤生长,同时降低EGFRvIII(Y1068)与STAT3(Y705)的磷酸化水平。
CLIC1 drives GB tumorigenesis and maintains EGFRvIII/EGFR phosphorylation in vivo
颅内移植实验显示,CLIC1敲除的BTSC致瘤性显著降低,小鼠生存期延长;肿瘤组织免疫染色及蛋白印迹证实CLIC1缺失导致EGFR/EGFRvIII及STAT3磷酸化水平显著下降,同时ERK1/2磷酸化也受抑制。
讨论与结论
本研究首次揭示OSMR与tmCLIC1的双向串扰是GB跨膜信号整合的关键机制:CLIC1通过其胞外域介导OSMR/EGFRvIII复合物组装,维持EGFRvIII/STAT3信号活性;而OSMR则保障质膜上CLIC1介导的氯离子电流与离子平衡。该互作网络独立于细胞遗传背景,是驱动BTSC干性、增殖及体内成瘤的核心枢纽。靶向OSMR/tmCLIC1互作界面(如tmCLIC1omab或小分子抑制肽)可同时阻断细胞因子信号与受体酪氨酸激酶信号,为克服GB治疗抵抗提供了新策略。研究结果确立了tmCLIC1作为GB治疗靶点的临床转化潜力。
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