ASCL2与CLDN3相互作用介导乳腺癌恶性进展及临床评估新策略

《Scientific Reports》：ASCL2 contributes to clinical assessments of breast cancer and mediates tumor progression via the interaction with CLDN3

　　本研究针对乳腺癌(BRCA)转移缺乏有效治疗手段的临床难题，聚焦上皮-间质转化(EMT)关键调控机制，通过多组学分析和机器学习算法鉴定出转录因子ASCL2作为乳腺癌预后评估与治疗反应预测的新型生物标志物。实验证实ASCL2通过相互作用CLDN3蛋白协同促进肿瘤增殖、迁移和侵袭，为乳腺癌个体化治疗提供了新的靶点和策略。

　　

乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤，每年导致全球约68.5万人死亡，其中转移是主要死因。尽管手术联合内分泌和靶向治疗显著改善了早期患者预后，但高度异质性的三阴性乳腺癌(TNBC)患者中位无进展生存期(PFS)仍不足8个月。上皮-间质转化(EMT)作为肿瘤侵袭转移的核心生物学过程，已成为突破治疗瓶颈的关键研究方向。

在这一背景下，研究人员将目光投向了一个备受关注的转录因子——ASCL2。该蛋白属于bHLH(碱性螺旋-环-螺旋)家族，在结直肠癌和胃癌中已被证实参与EMT调控，但其在乳腺癌中的作用机制尚不明确。为此，研究团队通过整合EMTome和MSigDB数据库的1072个EMT相关基因，结合LASSO回归和SVM-RFE(支持向量机递归特征消除)两种机器学习算法，从TCGA-BRCA等五个公共队列中筛选出ASCL2作为关键调控因子。

研究证实ASCL2高表达与乳腺癌患者不良预后显著相关，其风险比(HR)达1.227，且能提升TNM分期系统的决策获益。机制探索发现ASCL2与紧密连接蛋白CLDN3存在直接相互作用，并通过Co-IP(免疫共沉淀)实验验证了这一分子互作。功能实验表明，敲低ASCL2可抑制MCF-7和MDA-MB-231细胞的增殖、迁移和侵袭能力，而在小鼠异种移植瘤模型中，ASCL2沉默显著抑制了肿瘤生长。尤为重要的是，CLDN3过表达可部分逆转ASCL2缺失对肿瘤恶性行为的抑制作用，揭示了两者的协同致癌效应。

本研究首次系统阐明了ASCL2在乳腺癌临床评估与恶性进展中的核心作用，为开发针对ASCL2-CLDN3轴的新型治疗策略提供了理论依据。

主要技术方法包括：利用TCGA-BRCA、METABRIC等五个公共队列进行多组学数据挖掘；采用CIBERSORT、ESTIMATE算法评估免疫浸润；通过GDSC数据库分析药物敏感性；使用RT-qPCR(实时定量PCR)、Western blot、Co-IP、细胞功能实验和动物模型验证分子机制。

研究结果

ASCL2是表征乳腺癌EMT预后风险的关键基因

通过构建1072个EMT相关基因集，结合机器学习算法筛选出ASCL2等五个候选基因。鉴于ASCL2在多种癌症中的重要作用，最终选择其作为研究对象。

ASCL2在乳腺癌预后评估中具有重要价值

TCGA队列分析显示，ASCL2高表达患者总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)显著缩短(HR=1.227)。引入ASCL2可提升TNM分期模型的决策获益，且在Luminal A、Luminal B、Her-2阳性等不同分子分型中均能区分预后差异。

ASCL2的预后价值在多队列中得到验证

Meta分析整合五个队列(样本量n=2245)证实，ASCL2高表达显著增加死亡风险(OR=1.53)。除ICGC-KR队列外，其他队列均显示ASCL2具有良好的预测准确性(AUC 0.577-0.728)。

ASCL2高表达预示抗肿瘤免疫反应不良

CIBERSORT分析显示ASCL2高表达与CD8⁺T细胞浸润减少、Tregs(调节性T细胞)增加相关。免疫荧光证实高ASCL2样本中CD8⁺T细胞浸润减弱，且免疫评分显著降低。

ASCL2提示代谢状态和治疗反应

GSEA(基因集富集分析)显示ASCL2高表达样本中生物合成、糖酵解等代谢通路活跃。GDSC分析发现ASCL2表达与替西罗莫司等靶向药物敏感性正相关，与阿法替尼敏感性负相关。

ASCL2过表达增强乳腺癌恶性程度

临床样本PCR验证ASCL2在癌组织中显著上调。功能实验表明ASCL2过表达促进细胞增殖、迁移和侵袭，而沉默ASCL2可抑制异种移植瘤生长。

ASCL2与CLDN3协同促进乳腺癌恶性进展

模块分析发现ASCL2与CLDN3密切相关(r=0.62)。Co-IP证实两者存在直接相互作用。挽救实验表明CLDN3过表达可逆转ASCL2缺失对恶性表型的抑制作用。

讨论与结论

本研究首次系统证实ASCL2通过协同CLDN3驱动乳腺癌EMT进程。ASCL2不仅可作为预后生物标志物，还能反映肿瘤免疫微环境状态和代谢特征。尽管其在免疫治疗预测方面存在TMB(肿瘤突变负荷)与TIDE评分的矛盾结果，但整体支持ASCL2作为乳腺癌个体化治疗的重要靶点。研究局限性包括缺乏前瞻性临床验证和代谢机制深入探讨，未来需构建多指标联合模型推动临床转化。

该研究为乳腺癌精准治疗提供了新的生物标志物和治疗靶点，发表于《Scientific Reports》期刊，对改善乳腺癌患者预后具有重要临床意义。