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（来源：Scientific Services和元生物）

肺癌是全球发病率、死亡率最高的恶性肿瘤，肺腺癌作为最主要亚型，增殖快、侵袭转移能力强，临床治疗存在局限。DEFB1 编码上皮来源抗菌肽，主要负责黏膜抗菌，既往研究仅发现其在上皮肿瘤中表达紊乱，在肺腺癌中的功能机制尚不明确。

2026年4月20日，复旦大学附属中山医院蒋伟/詹成/王群研究团队在Cell Death & Disease（IF 12.2）上发表了题为“Unveiling DEFB1 as a novel driver and promising therapeutic target in lung adenocarcinoma”的研究论文。

该研究通过全基因组CRISPR筛选、多组学整合分析及抗体转化研究，首次系统阐明 DEFB1 是肺腺癌新型致癌驱动因子。该分子通过两条通路协同促癌：一是结合膜蛋白 PPL，解除 PPL 对上皮间质转化（EMT）的抑制，提升肿瘤增殖、侵袭能力；二是结合 MIF 蛋白，诱导巨噬细胞向促瘤 M2 型极化，形成免疫抑制微环境。细胞实验证实，敲除 DEFB1 可显著削弱肿瘤恶性表型，外源 DEFB1 回补能够恢复肿瘤恶性特征。DEFB1 单克隆抗体（mAb-5）可阻断 DEFB1 功能、抑制 EMT、逆转巨噬细胞 M2 极化。在患者肿瘤类器官、裸鼠移植瘤、人源化 Kras 自发肺癌多重模型中，mAb-5 均可显著抑制肿瘤生长、延长小鼠生存期。安全性实验显示，给药小鼠体重、血液生化、心肝肾等脏器病理均未见异常，药物安全性良好。综上，该研究揭示 DEFB1 依靠 PPL-EMT、MIF-巨噬细胞双通路驱动肺腺癌进展，证实其为潜在靶向靶点；mAb-5 抗肿瘤效果明确、毒副作用低，具备较高临床转化潜力，为肺腺癌靶向治疗开辟了新方向。

·研究结果·

1

DEFB1高表达预示肺腺癌患者预后不良

该研究通过体外和体内全基因组敲除技术，鉴定对肺腺癌至关重要的基因（图1A）。对体内及体外的全基因组CRISPR敲除的候选基因进行交集分析，最终鉴定出15个候选基因，其中DEFB1因其潜在功能和新颖性被选作候选研究对象（图1B）。肺腺癌单细胞数据表明DEFB1在肺腺癌中显著高表达，在髓系细胞中也有一定表达，而在T细胞、B细胞、成纤维细胞和巨噬细胞中几乎不表达（图1C、D）。对118例肺腺癌标本进行多重免疫组化，证实肺腺癌细胞DEFB1的表达显著高于正常细胞（图1E、F、G）。对 6 例肺腺癌样本进行WB分析也证实，肿瘤组织中 DEFB1 表达更高（图1H）。生存分析表明，DEFB1高表达的患者PFS较短（图1I）。多因素Cox回归分析证实，DEFB1是患者预后的一个独立预测因子（图1J）。

图1 DEFB1高表达预示肺腺癌患者预后不良
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图1 DEFB1高表达预示肺腺癌患者预后不良

2

DEFB1在体外增强肺腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并在体内促进肿瘤发生

为了验证DEFB1对肺腺癌细胞的影响，在肺腺癌细胞系A549和PC-9中敲除DEFB1基因（图2A、B）。DEFB1敲除显著抑制了肺腺癌细胞的增殖（图2C、D）。

为了确认观察到的增殖能力变化是特异性地归因于DEFB1敲除而非脱靶效应，在A549/PC-9 DEFB1敲除细胞中重新过表达了带有突变sgRNA靶位点的DEFB1（ROE），DEFB1-KO + EXO显著逆转了DEFB1敲除引起的增殖抑制（图2C、D）。DEFB1-KO也显著削弱了肺腺癌细胞的迁移和侵袭能力，DEFB1-ROE或DEFB1-KO+EXO均能逆转DEFB1-KO诱导的迁移和侵袭抑制（图2E）。

此外，裸鼠异种移植实验也表明，DEFB1-KO 降低了 A549 细胞的体内增殖潜能，而 DEFB1-ROE 则显著增强了其增殖能力（图2F–H）。

图2 DEFB1 在体外增强肺腺癌的增殖、迁移和侵袭，在体内增强肿瘤发生
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图2 DEFB1 在体外增强肺腺癌的增殖、迁移和侵袭，在体内增强肿瘤发生

3

DEFB1 与PPL 相互作用，促进肺腺癌细胞的上皮间质转化和增殖

鉴于 DEFB1 是一种分泌蛋白，在A549 细胞生长培养基中添加外源性 3× Flag 标记 DEFB1 来探索其下游机制，采用CoIP/MS 鉴定到了相互作用蛋白，如DEFB1、Periplakin (PPL)、MIF等（图3A、B）。Periplakin (PPL)是细胞间桥粒连接的细胞膜定位成分，据报道可有效抑制上皮-间质转化 (EMT) 和细胞增殖。CoIP证实了DEFB1与PPL之间存在显著的相互作用（图3C）。AlphaFold 3.0预测结果也揭示了DEFB1与PPL的结合模式（图3D）。

同时进行了RNA-Seq分析，鉴定了A549/PC-9 DEFB1-KO + EXO细胞和DEFB1-KO细胞之间的差异表达基因，这些差异基因在EMT相关通路中显著富集，提示PPL/EMT可能是DEFB1的下游通路。

A549 DEFB1-KO细胞的异种移植瘤模型表现出E-cad高表达和Vimentin低表达，在A549 DEFB1-ROE细胞的异种移植瘤中则观察到相反趋势（图3F）。此外，敲除DEFB1也显著改变了一系列EMT相关蛋白的表达，如促进E-cad表达；抑制N-钙黏蛋白（N-Cad）、Vimentin及Snail表达（图3G）。值得注意的是，在DEFB1-ROE/KO + EXO细胞中，DEFB1敲除对EMT相关蛋白的影响被完全逆转（图3G）。这些结果共同表明，DEFB1显著促进EMT过程。

为了验证 PPL 是否是 DEFB1-EMT 作用的关键介质，敲除了 PPL。PPL 敲除不仅显著促进了 EMT，且显著消除了 NC、KO、ROE 和 KO + EXO 细胞中 EMT 相关蛋白的表达水平差异（图3G）。敲除PPL可显著阻断DEFB1对细胞增殖、迁移、侵袭的影响（图3H-J）。这些结果表明，DEFB1 与 PPL 相互作用，进而影响肺腺癌的上皮间质转化 (EMT)、增殖、迁移和侵袭。

图3 DEFB1 与 PPL相互作用，促进肺腺癌细胞的上皮间质转化和增殖
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图3 DEFB1 与 PPL相互作用，促进肺腺癌细胞的上皮间质转化和增殖

4

DEFB1与巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）相互作用，在体外和体内促进巨噬细胞向M2极化

多项研究报道MIF在癌症中显著促进巨噬细胞的M1极化并抑制M2极化，也有报道称DEFB1与肺腺癌的巨噬细胞浸润相关。进一步实验证实：DEFB1显著降低了裸鼠肿瘤中巨噬细胞的M1极化（以F4/80和INOS为标志），同时促进了M2极化（以F4/80和CD206为标志）（图4A）。推测DEFB1可能通过与MIF相互作用来影响巨噬细胞极化。CoIP证实了DEFB1与MIF之间的结合作用（图4B）。AlphaFold 3预测结果也阐明了DEFB1与MIF的结合模式（图4C）。

体外共培养实验中，A549/PC-9 DEFB1-NC/KO/ROE/KO + EXO 细胞与 THP-1 单核细胞系共培养， DEFB1 显著抑制 M0 巨噬细胞向 M1 表型极化，同时促进其向 M2 表型极化（图4D–H）。在体外共培养实验中加入 MIF 抑制剂 ISO-1 可有效减弱 DEFB1 诱导的极化转变（图4D–H）。综上所述，这些结果全面强调了 DEFB1 通过与 MIF 相互作用促进 M2 巨噬细胞极化的关键作用。裸鼠异种移植模型实验表明，敲除PPL或给予MIF抑制剂ISO-1均可部分阻断DEFB1的促肿瘤作用（图4I，J）。PPL敲除联合ISO-1治疗可有效消除DEFB1的促肿瘤活性，从而强调了PPL和MIF在介导DEFB1致瘤作用中的关键作用（图4I，J）。

图4 DEFB1 与MIF相互作用，促进巨噬细胞的 M2 极化
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图4 DEFB1 与MIF相互作用，促进巨噬细胞的 M2 极化

5

Anti-DEFB1单克隆抗体作为一种有前景的肺腺癌治疗药物

该研究开发了六种DEFB1单克隆抗体，其中mAb-5在抑制A549和PC-9细胞增殖方面表现优异。mAb-5对DEFB1-KO细胞增殖没有显著影响，但它消除了DEFB1过表达诱导的促增殖作用（图5A、B）。mAb-5显著抑制了A549和PC-9细胞的迁移和侵袭能力（图5C）。此外，mAb-5有效抑制了肺腺癌细胞系的上皮-间质转化（EMT）过程（图5D）。THP-1巨噬细胞系和肺腺癌细胞系的共培养研究表明，mAb-5显著减弱了M0巨噬细胞向M2表型极化，同时促进了其向M1表型极化（图5E）。

裸鼠异种移植实验表明，mAb-5显著抑制了肿瘤生长（图5F、G）。在肺腺癌类器官模型中也验证了mAb-5对肿瘤增殖的抑制作用（图5H ）。此外，通过鼻内注射携带Scgb1a1-Cre的腺相关病毒（AAV），以特异性诱导肺上皮细胞中Kras G12D表达，从而在具有人源化DEFB1的C57BL/6小鼠中诱发肺腺癌发生（图5I）。在肺腺癌模型中也观察到 mAb-5 显著抑制了肿瘤生长并延长了小鼠生存期（图5J、K）。同时，mAb-5显著抑制了肿瘤细胞的EMT并减少M2巨噬细胞的浸润（图5L）。这些结果表明mAb-5具有强大的抗肿瘤活性。综上所述，DEFB1与PPL相互作用促进EMT，并与MIF结合促进巨噬细胞向M2极化（图5M）。

图5 Anti-DEFB1单克隆抗体作为一种有前景的肺腺癌治疗药物
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图5 Anti-DEFB1单克隆抗体作为一种有前景的肺腺癌治疗药物

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41419-026-08748-4

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