2025年12月4日，苏州大学转化医学研究院时玉舫教授研究团队联合中国科学院上海营养与健康所王莹研究员/上海交通大学仁济医院陆劲松主任/福建省肿瘤医院王雪枫研究员团队在PNAS正式发表题为“Asparagine Endopeptidase Prompts Breast Cancer-related Pericardial Calcification by Regulating IGF2 and Integrin αvβ5（天冬酰胺内肽酶调节IGF2和整合素αvβ5信号促进乳腺癌相关心包钙化）”的研究论文，揭示了心包钙化是加速乳腺癌进展及导致患者死亡的重要原因；阐明了乳腺癌驱动心包钙化发生、并形成促癌反馈循环的分子机制；提出定向管理组织损伤修复过程中免疫细胞与成体干细胞分化命运，有望改善乳腺癌患者心脏功能并延长生存期，为乳腺癌诊疗提供了新思路。
该研究回顾性分析乳腺疾病患者的胸部CT数据发现，近80%乳腺癌肺转移患者存在心包钙化，其发生率明显高于发生其他器官转移的乳腺癌患者、未发生转移的乳腺癌患者和良性乳腺疾病患者；乳腺癌患者心包钙化发生率与年龄、乳腺癌分子分型未体现出关联性；发生心包钙化的乳腺癌患者无远处疾病生存期（Distant Disease Free Survival，DDFS）相较于未发生心包钙化的患者缩短28个月。此外，心包钙化可导致心包硬化和增厚，限制心脏舒张并阻碍静脉血回流，从而增加心脏事件相关死亡风险。这说明，心包钙化可能促进乳腺癌进展，心包钙化对于评估乳腺癌加速进展具有参考意义。
图1：乳腺癌患者和乳腺癌模型小鼠发生的心包钙化（图片源自PNAS）
研究团队利用小鼠模型研究了乳腺癌相关心包钙化的机制。研究发现，心包钙化发生率与乳腺癌肺转移肿瘤负荷呈正相关，发生心包钙化的乳腺癌肺转移小鼠生存期明显缩短。小鼠心包钙化发生在胸壁侧的特定区域，该区域组织发生钙化时高水平表达炎症和成骨分化信号分子，利用Whole mount染色方法观察到心包钙化区域率先出现F4/80阳性巨噬细胞（macrophages）和Twist2阳性间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）的富集分布，利用CSF1R中和抗体或氯磷酸盐脂质体清除巨噬细胞缓解心包钙化，静脉注射MSCs加速心包钙化。
当利用Twist2驱动DTR表达的小鼠（iDTRfl/flTwist2Cre）研究清除MSCs对于心包钙化的抑制作用时发现，小鼠在注射白喉毒素短暂几天后即发生死亡，这可能与MSCs的广泛分布及其在基质细胞（stromal cells）中的重要作用有关。为此，团队利用MSCs来源的成骨前体细胞标志物Bglap作为驱动DTR表达的基因构建小鼠（BglapCreDTRfl/fl），将白喉毒素清除细胞的范围缩小至成骨（前体）细胞，结果发现，白喉毒素尽管引起小鼠脊椎变形，但是显著抑制乳腺癌肺组织进展。因此，巨噬细胞和间充质干细胞参与乳腺癌相关心包钙化的发生。
体外研究发现，乳腺癌细胞通过分泌组分促进MSCs成骨分化。联合分析成骨分化分泌性蛋白、天然免疫、葡萄糖和类固醇代谢相关基因发现，天冬酰胺内肽酶（AEP）编码基因（LGMN）展现出共同相关性特征，LGMN与钙化标志物基因SPP1在乳腺癌组织中呈正相关性表达，且与预后呈负相关。机制上，一方面AEP结合整合素αvβ5促进心包钙化；另一方面，AEP抑制IGF2BP3全长片段保留，从而促进IGF2表达，以及IGF2-IGF1R信号主导的成骨分化。因此，整合素αvβ5和IGF1R是抑制乳腺癌相关心包钙化的潜在分子靶点。
图2：天冬酰胺内肽酶调节乳腺癌相关心包钙化机制（图片源自PNAS）
本项目研究不但阐明了乳腺癌进展与心包钙化之间的诱导和反馈调节机制，还揭示了心包钙化对于评估乳腺癌加速进展的参考意义，探索了西仑吉肽和GSK1904529A分布靶向抑制整合素αvβ5和IGF1R信号在预防和缓解心包钙化中的潜在价值，为改善乳腺癌患者心脏事件相关不良预后提供候选方案。
苏州大学转化医学研究院时玉舫教授、中国科学院上海营养与健康所王莹研究员、上海交通大学仁济医院乳腺外科陆劲松主任、福建省肿瘤医院“国家卫生健康委肿瘤与代谢重点实验室”王雪枫研究员为共同通讯作者；复旦大学妇产科医院乳腺外科孙建主任、福建省肿瘤医院实验动物中心兰斌副研究员、厦门大学-福建省肿瘤医院“代谢与肿瘤联合实验室”王春雨硕士、上海交大仁济医院马嘉忆博士等为论文共同第一作者。
原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2512936122
素材来源iNature
（苏州大学转化医学研究院供稿）
