基底細胞癌（BCC）作為人類最常見的癌癥，其發生主要受Hedgehog（HH）信號通路的過度活化驅動，該通路由Smoothened（SMO）信號和Glioma-Associated Oncogene Homolog（GLI）轉錄介導。有趣的是，Gαs和蛋白激酶A（PKA）被發現是HH信號的負調控因子，這為BCC的發生和治療提供了一個潛在的替代通路。本研究通過組織學、批量及單細胞RNA測序技術，系統比較了由Gαs通路失活和由SMO組成型激活誘導的經典HH信號驅動的小鼠BCC樣腫瘤。

研究發現，通過條件性敲除表皮Gnas基因（Gnas-eKO）或過表達PKA抑制肽（PKI）來失活Gαs/PKA通路，能夠在小鼠皮膚中誘導產生高度增殖性的基底樣細胞病變，這些病變在組織形態、標志物表達（如基底標志物K5、BCC標志物K17）以及纖毛存在（乙酰化微管蛋白陽性）方面，與由SMO組成型激活突變體（SmoM2）誘導的經典HH通路驅動的BCC樣腫瘤高度相似。批量RNA測序顯示，這些模型之間存在大量共同差異表達基因，這些基因富集在Hippo、TGFβ和HH信號等相關通路。單細胞RNA測序進一步揭示，無論由何種機制驅動，腫瘤細胞都主要聚集在兩個不同的細胞群中：BCCA和BCCB，它們分別具有觸摸圓頂（touch dome）和峽部（isthmus）干細胞樣細胞的標志物。這表明，致癌性HH信號主要導致了具有特定干細胞特征的細胞群的擴增。

盡管腫瘤細胞表現出與毛囊干細胞相似的基因表達譜，但通過特異性在Lrig1（標記峽部干細胞）或Lgr5（標記隆突部干細胞）驅動的細胞中失活PKA，發現Lgr5細胞無法驅動腫瘤形成，而Lrig1細胞形成的病變僅限于毛囊中部區域，并不像K14驅動模型那樣侵入真皮或遷移至濾泡間表皮。體內雙光子顯微成像也顯示，PKA失活誘導的腫瘤形成和生長與毛囊的距離無顯著相關性，支持了部分BCC樣細胞可能并非直接起源于毛囊本身的觀點。

對BCC患者基因突變數據的分析發現，GNAS（編碼Gαs）和PRKACA（編碼PKA催化亞基α）中存在突變。功能實驗表明，部分PKA突變體（如T49I, E128K, E171K）顯著降低了其激酶活性及其對下游轉錄因子CREB的激活能力。更重要的是，在細胞報告基因實驗中，這些PKA突變體失去了抑制GLI1轉錄活性的能力，其中E128K和E171K突變體還降低了對GLI1的磷酸化修飾。這提示，GNAS和PRKACA的功能失活突變可能通過解除對HH信號的抑制，從而在人類BCC的發生中起作用。

單細胞測序數據顯示，在BCC樣細胞中表達有多種GPCR。引人注目的是，即使同時敲除Smo，Gnas缺失或PKI表達誘導的BCC樣腫瘤仍能形成，且HH靶基因表達依然上調。同樣，使用SMO抑制劑Vismodegib處理也無法抑制PKI誘導的腫瘤生長。這證實了Gαs/PKA失活驅動的腫瘤不依賴于經典的HH通路激活器SMO。此外，盡管Gαs偶聯的受體GPR161在發育中是HH信號的關鍵抑制因子，但皮膚特異性敲除Gpr161僅導致HH靶基因的輕度上調及Gli1⁺細胞在毛囊中的有限增加，并未誘發明顯的BCC樣表型。這表明，在皮膚中，Gαs的腫瘤抑制功能可能并非由單一GPCR介導，而是涉及多個上游受體。

基于Gαs/PKA是HH通路關鍵抑制因子的理論，研究嘗試通過提升cAMP水平來抑制致癌性HH信號。然而，系統性給予磷酸二酯酶（PDE）抑制劑（如Rolipram, BRL50481）并未能抑制SmoM2誘導的腫瘤生長。通過分析單細胞數據，研究者將目光投向在BCC細胞中高表達的Gαs偶聯受體，并最終聚焦于腺苷2B受體（ADORA2B）。在SmoM2 BCC細胞系中，使用ADORA2B的特異性激動劑BAY60-6583處理，能夠有效激活PKA（表現為PKA底物磷酸化增加），并顯著下調HH通路關鍵靶基因（如Gli1, Ptch1）的表達以及GLI1蛋白水平。GLI熒光素酶報告基因實驗也證實BAY60-6583能抑制GLI的轉錄活性。體內實驗更是證明，局部應用BAY60-6583能夠顯著減少SmoM2誘導的耳部腫瘤負荷。

綜合而言，本研究系統闡明了Gαs/PKA通路失活如何通過一種不依賴于SMO和GPR161的機制，驅動HH依賴性BCC的發生。研究不僅在人BCC中發現了相關的功能失活突變，為這類腫瘤的分子分型提供了新依據，更重要的是，提出了通過藥理學激活特定Gαs偶聯受體（如ADORA2B）來對抗致癌性HH信號、抑制腫瘤生長的新治療策略，為治療HH驅動型腫瘤，尤其是對現有SMO抑制劑產生耐藥的患者，開辟了新的可能性。