肝癌靶向治疗耐药的进展和作用机制——肝细胞一步

肝细胞癌是最常见的原发性肝癌,其发病率在全球恶性肿瘤中排名第六,死亡率在肿瘤相关死因中排名第四。对于晚期肝癌,索拉非尼是第一个获得 FDA 批准的肝细胞癌靶向治疗。既往研究表明,索拉非尼可有效延长晚期肝细胞癌患者的中位总生存期。然而,往往在治疗6个月后,很多肝细胞癌患者就会对索拉非尼产生耐药性,继而出现进展和转移,给下一步的治疗带来很大的困难。

近日,浙江大学医学院附属邵逸夫医院蔡秀军教授团队在肝癌靶向治疗耐药领域取得新进展,并在The YBX1发表题为-SORE in by YBX1的研究。 -SORE(a RNA in -HCC)在肝癌索拉非尼耐药中的重要作用及机制。

研究团队发现-SORE在耐药肝癌细胞系中的表达水平显着升高,抑制其表达可显着增强索拉非尼。对肿瘤细胞有杀伤作用。进一步的研究发现,-SORE 与 YBX1 蛋白结合并在细胞质中相对稳定它,从而减少 YBX1 介导的细胞核内泛素化降解。更重要的是,研究小组发现-SORE可以通过外泌体在细胞间传播,介导非耐药细胞获得耐药性。这一发现不仅为HCC靶向治疗耐药的干预靶点提供了理论依据,而且为预测耐药人群提供了更稳定的生物标志物,有望在未来更广泛地应用于临床实践。

索拉非尼 肝癌_小鼠索拉非尼耐药_索拉非尼片

研究团队首先建立了耐索拉非尼的肝癌细胞株,并通过微阵列芯片和后续的鉴定分析,锁定了该耐药株的高表达和重要作用,并命名为-SORE。无论从细胞形态、凋亡、细胞数量、细胞活力还是克隆形成能力等方面,敲低SORE都可以大大提高索拉非尼对肝癌的抑制作用,这种“致敏”作用在耐药细胞中尤为明显系,但不是在野生型细胞系中。

那么,肝癌索拉非尼耐药的重要机制是什么?研究小组利用质谱技术鉴定了179种与-SORE特异性结合的蛋白质,还分别鉴定了129种上调蛋白和301种下调-SORE后下调的蛋白。研究团队综合分析两组质谱数据,发现YBX1蛋白与-SORE结合,敲除-SORE后显着下调。研究团队进一步探索了两者的结合位点,并通过突变表达、反义寡核苷酸阻断、共聚焦成像和一系列免疫共沉淀试验对其进行了验证。体外细胞实验和临床数据分析表明,-SORE可以通过增加YBX1促进耐药性的形成,而敲低-SORE可以显着增加YBX1的降解。

人体蛋白质降解的途径有很多,例如溶酶体途径和泛素-蛋白酶体途径。那么,环状 RNA 究竟是如何增加 YBX1 蛋白的降解的呢?这个问题困扰了研究团队很长一段时间,直到敲除-SORE后与YBX1结合的蛋白质谱出现了细微的差异。研究团队敏锐地观察到这一现象,并设计了严谨的实验进行验证,答案逐渐浮出水面。敲低-SORE后,与YBX1的相互作用增加,作为E3酶增加YBX1的泛素化,进而促进其降解。进一步的研究惊奇地发现,主要位于细胞质中的-SORE通过与YBX1结合,可以降低YBX1进入细胞核的比例,从而减少YBX1的降解。

索拉非尼片_索拉非尼 肝癌_小鼠索拉非尼耐药

肝癌是一种高度异质性的恶性肿瘤。不同的肿瘤细胞对药物的反应不同,肝癌靶向治疗的耐药过程不会是一个同步的过程。第一个获得耐药性的肿瘤细胞是否有可能通过细胞间通讯(如外泌体)将其耐药性传播给敏感的肿瘤细胞,从而产生大规模耐药性?带着这个猜想,研究团队试图从使用索拉非尼的临床患者的血清外泌体中寻找答案。结果表明,对索拉非尼反应较差的患者血清外泌体中的-SORE水平较高。体外细胞实验进一步证实,耐药细胞分泌的外泌体比野生细胞含有更多的-SORE。在高表达-SORE外泌体的处理下,野生细胞中的-SORE水平升高,耐药性也增加。这一发现也得到了小鼠动物实验的证实。最后,课题组在CDX和PDX小鼠中构建了索拉非尼耐药模型,验证了上述发现,证实敲低-SORE可以增加索拉非尼对肿瘤的抑制作用,降低YBX1的水平。

这项工作的三个重要创新发现:

(1)首次鉴定-SORE,在肝癌索拉非尼耐药中起关键作用;

索拉非尼 肝癌_索拉非尼片_小鼠索拉非尼耐药

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(2)首次揭示YBX1的泛素化和降解;索拉非尼耐药的细胞间扩散。

综上所述,研究团队发现-SORE在索拉非尼耐药的形成中起重要作用。蔡秀军教授为论文通讯作者,徐俊杰为论文第一作者。

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