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巨自噬（也稱“自噬”，autophagy）是一種廣泛存在於真核細胞中高度保守的細胞生物學現象，透過雙層膜結構的自噬體“囊泡”將受損的細胞器和其他大分子物質等運送至溶酶體降解並再利用來維持細胞的穩態。自噬與腫瘤的發生、轉移以及藥物治療耐受具有密切的聯絡。該團隊已報道，在小鼠乳腺癌模型（MMTV-PyMT，Luminal-B型；TP53/BRCA1缺失，TNBC型）中，特異性敲除或突變Fip200（自噬起始複合物“FIP200/ULK1/ATG13/ATG101”之一）可以顯著抑制乳腺癌的發生。HER2+病人約佔乳腺癌總病例數25%左右，而自噬與HER2+乳腺癌的關係卻鮮見報道。

2021年1月19日，辛辛那提大學醫學院腫瘤生物學系管俊林（Jun-lin Guan）團隊（郝旻罡博士（Mingang Hao, Research Scientist）為第一作者）在Developmental Cell上發表文章Autophagy blockade limits HER2+ breast cancer tumorigenesis by perturbing HER2 trafficking and promoting release via small extracellular vesicles，報道了自噬與HER2+乳腺癌的關係。

該研究使用HER2驅動的乳腺癌小鼠模型（MMTV-Neu），在乳腺上皮細胞中特異性敲除（cKO）或突變（cKI）Fip200來阻斷自噬發生。有趣的是，相較於MMTV-PyMT和TP53/BRCA1缺失型小鼠，自噬的阻斷更為顯著的抑制了HER2+腫瘤的發生：MMTV-Neu為（對照組T1/2= 43周vs 敲除和突變組T1/2 > 70周）；MMTV-PyMT為（對照組T1/2= 8 周 vs 敲除組 9 周）、TP53/BRCA1缺失型為（對照組T1/2= 22 周 vs 敲除組27 周）（圖一）。透過對20、30、50甚至63周齡小鼠的乳腺上皮組織染色發現，阻斷自噬後HER2的表達顯著下降。體外實驗中也發現了同樣的現象，但不改變其mRNA表達，也與蛋白酶體和溶酶體降解途徑無關。

圖一 MMTV-Neu小鼠無病生存期

透過對小鼠乳腺上皮組織和細胞系免疫熒光染色發現，對照組中HER2蛋白主要富集在細胞膜表面，阻斷自噬後HER2更多的集中在細胞漿內，形成大量的HER2“顆粒”。隨後發現，自噬阻斷後HER2並不是透過細胞膜內吞（Endocytosis）方式進入細胞漿,而是停留在高爾基體中。接著發現，自噬缺失後，細胞漿中的HER2“顆粒”更多的集中在早期內體（Early endosomes）、晚期內體（Late endosomes）或多囊體（Multiple Vesicular Bodies, MVBs）中的管腔囊泡（Intraluminal Vesicles，ILVs）中（圖二）。

圖二 HER2與早期內體（Rab5Q79L）和ILVs（CD63）的共定位

由於ILVs為細胞小囊泡（也稱外泌體）的前體，該研究組對相同細胞數量的小鼠原代細胞和Hela細胞培養液的外泌體檢測發現，與細胞總蛋白分析結果相反，自噬阻斷後外泌體中的HER2富集量顯著高於對照組，不僅如此，也促使更多的ILVs富集在早期內體中並導致更多的外泌體分泌。有趣的是，透過比較相同蛋白量和外泌體數量的外泌體後，自噬阻斷後外泌體中的HER2表達依舊高於對照組。使用siRNA干擾Rab27a（調控外泌體釋放的關鍵因子之一）的表達，發現抑制外泌體釋放後，自噬缺失細胞中的HER2蛋白表達顯著恢復。因此在該研究模型中，自噬缺失後，HER2的運輸路徑主要為高爾基體→早期內體→晚期內體（或MVBs）→外泌體（圖三）。

圖三 HER2在自噬缺失前後的運輸路徑

該文章的亮點有：1：以往的觀點認為，自噬透過溶酶體降解途徑為細胞提供能量維持細胞生長，不僅如此，自噬還可以調控某些蛋白的運輸路徑、在內體和外泌體中的富集以及外泌體的產生，延伸了自噬在細胞生物學中的功能；2：在外泌體與腫瘤發生、發展的關係中，多數研究集中在外泌體對腫瘤微環境和遠端器官“土壤”的調控，而對分泌外泌體的腫瘤細胞本身的影響卻較少報道，該研究發現外泌體對癌細胞具有驅動作用的致癌因子（Driving force）的分泌可以抑制腫瘤的發生，對腫瘤的發生的機制提出了新的見解；3：相對於其他型別乳腺癌，自噬可能成為對HER2+乳腺癌的臨床藥物治療更有效的潛在治療靶點。

原文連結：

https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.12.016