《Advanced Science》：ITGB1 Regulates Triple-Negative Breast Cancer Development by Modulating the Tumor Microenvironment
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本文揭示了整合素β1（ITGB1）在三陰性乳腺癌（TNBC）腫瘤微環境（TME）重塑中的關鍵作用。通過CRISPR篩選和結構生物學分析，研究發現ITGB1通過其新型功能域（R1區域）調控腫瘤相關巨噬細胞（TAM）極化，促進免疫抑制性TME形成。靶向該區域的抗體（OS2966）可有效抑制腫瘤進展，為TNBC免疫治療提供了新策略。
ITGB1被鑒定為TNBC腫瘤發展的關鍵調控因子
通過針對腫瘤微環境（TME）相互作用的體內CRISPR篩選，研究發現腫瘤細胞固有的ITGB1是調控三陰性乳腺癌（TNBC）發展的關鍵因子。在免疫缺陷（Rag2?/?γc?/?）小鼠模型中，靶向ITGB1的sgRNA在腫瘤組織中顯著耗竭，表明ITGB1缺失會抑制腫瘤生長。臨床數據分析顯示，ITGB1在TNBC組織中高表達，且與患者預后不良相關。體外實驗表明，ITGB1敲除（KO）并不影響TNBC細胞（如MDA-MB-231A和4T1）的增殖或凋亡，但在體內模型中顯著抑制腫瘤生長和轉移，說明ITGB1的促瘤作用依賴于TME。
ITGB1調控腫瘤浸潤髓系細胞
流式細胞術和單細胞RNA測序（scRNA-seq）分析發現，ITGB1缺失導致腫瘤內免疫抑制性CD206high巨噬細胞減少，而抗腫瘤性CD206low巨噬細胞增多。scRNA-seq進一步將髓系細胞分為16個亞群，其中ITGB1缺失顯著減少了表達免疫抑制基因（如Mrc1、Trem2、Arg1）的巨噬細胞簇（簇5、8、9），同時增加了具有炎癥特征的吞噬細胞簇（簇0、1）。此外，ITGB1缺失與CD47阻斷療法協同抑制腫瘤生長，表明靶向ITGB1可增強免疫治療效果。
CRISPR掃描鑒定ITGB1中調控TAM的關鍵區域
通過CRISPR掃描技術，研究在ITGB1的胞外結構域（ETD）中鑒定出5個關鍵區域（R1：Y153-N171；R2：A280-L295；R3：N305-Y314；R4：T359-N363）。結構分析顯示，R1區域遠離已知的配體結合位點。通過將ITGB1的R1區域與其結構同源但功能不同的ITGB5對應區域進行替換，發現僅R1區域突變可完全消除ITGB1的促瘤功能，證明R1是ITGB1調控TAM表型和腫瘤發展的核心功能域。
空間阻斷R1區域抑制TNBC腫瘤發展
結構分析表明，抗體OS2966可特異性結合ITGB1的R1區域，而另一種抗體M200則靶向經典的RGD配體結合口袋。在體內實驗中，腫瘤細胞自分泌OS2966 scFv-Fc可有效抑制腫瘤生長，效果與ITGB1敲除相當。冷凍電鏡（cryo-EM）結構解析進一步證實OS2966與R1區域直接相互作用。外源性給予OS2966抗體可通過重塑TAM表型顯著抑制腫瘤進展，且與給藥途徑和時間無關。
ITGB1以TME依賴性方式轉導促腫瘤信號
RNA測序分析顯示，ITGB1缺失在體內外條件下調控的基因重疊度低，表明ITGB1的轉錄調控作用高度依賴TME。在體內，ITGB1缺失導致促增殖和抗凋亡基因下調，促凋亡基因上調，說明ITGB1在TME中激活促生存信號通路。
抑制ITGB1引發腫瘤特異性適應性免疫應答
在免疫健全（BALB/c）小鼠中，ITGB1缺失導致腫瘤完全消退，并伴隨CD4+和CD8+T細胞浸潤增加，尤其是效應記憶T細胞（TEM）。T細胞耗竭實驗證明CD4+和CD8+T細胞是ITGB1缺失介導腫瘤抑制的關鍵。此外，ITGB1缺失可誘導長期抗腫瘤免疫記憶，且與PD-L1阻斷協同增強療效。分泌型ITGB1 ETD（缺失胞內域）可通過競爭性抑制內源性ITGB1發揮抗腫瘤作用，且該作用依賴于R1區域。
討論
本研究闡明了ITGB1通過新型R1區域調控TAM重編程和TME免疫抑制的機制，突破了傳統整合素-ECM相互作用框架。靶向R1區域的抗體OS2966表現出顯著抗腫瘤活性，為開發精準ITGB1抑制劑提供了新策略。該研究不僅揭示了ITGB1在TNBC中的新功能，也為聯合免疫治療提供了理論依據。
