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《Nature》重磅研究揭示癌癥化療失效的關鍵調節(jié)因子和機制
2023-03-27
來源:轉化醫(yī)學網(wǎng)
3月22日,一項由WELBIO研究員,Cédric Blanpain教授等領導的研究“RHOJ controls EMT-associated resistance to chemotherapy”發(fā)表在《Nature》雜志上。研究發(fā)發(fā)現(xiàn)一種名為RHOJ的蛋白質通過刺激化療引起的DNA損傷的修復,使EMT的癌細胞能夠抵抗癌癥治療。
當前困境
癌癥是全球死亡的主要原因之一,對治療產(chǎn)生耐藥性是大多數(shù)患者治療失敗的原因。EMT是一個發(fā)育過程,其中上皮癌細胞失去細胞間粘附并獲得間充質特征,包括增加的侵襲性和運動性。
癌癥中的EMT控制腫瘤的發(fā)生,進展,轉移和對抗癌療法的耐藥性,促進EMT的轉錄因子,如Zeb1,Zeb2和Twist1,介導體外和移植到免疫功能低下小鼠后不同癌細胞系對化療和放療的耐藥性。胰腺腺癌小鼠模型中Twist1或Snai1的缺失使腫瘤細胞對吉西他濱(gemcitabine)敏感。乳腺腫瘤模型中的EMT可促進對不同化療藥物的耐藥性。當前,已經(jīng)提出了幾種機制來解釋體外癌細胞系中與EMT相關的治療耐藥性。然而,這些機制是否是EMT誘導的體內原發(fā)性腫瘤對治療耐藥的原因尚不清楚。
調節(jié)因子RHOJ
研究人員使用呈現(xiàn)自發(fā)EMT的鱗狀細胞癌(SCC)遺傳小鼠模型來確定不同細胞群對化療的功能反應。研究發(fā)現(xiàn),在呈現(xiàn)EMT的原發(fā)性皮膚鱗狀細胞癌中,EPCAM?腫瘤細胞對化療具有高度耐藥性。利用遺傳獲得和功能喪失研究,研究人員確定了RHOJ,一種小的Rho GTP酶,作為促進EMT腫瘤細胞中對各種化療藥物耐藥性的關鍵調節(jié)因子。通過蛋白質組學分析與功能測定相結合,研究表明RHOJ控制核F-肌動蛋白纖維的形成和休眠復制起源的激活,從而促進DNA修復并防止化療誘導的細胞死亡。
從機制上看,RHOJ通過抑制ATR和CHK1活化并減少p53介導的細胞死亡來調節(jié)黑色素瘤細胞系對化療的反應。相比之下,p53在呈現(xiàn)EMT的皮膚SCC中被刪除,并且ATR的抑制不影響EMT腫瘤細胞對化療的耐藥性,這表明RHOJ調節(jié)其他機制以介導EMT腫瘤細胞對治療的耐藥性。
EMT 與 SCC 對化療的內在耐藥性有關
RHOJ通過調節(jié)腫瘤細胞增殖的速率來控制腫瘤發(fā)生的幾個方面,包括腫瘤的發(fā)生和腫瘤生長。此外,RHOJ在給予不同類型的化療和DNA損傷劑后抑制細胞死亡,并且細胞通過不同的途徑修復,這表明RHOJ不調節(jié)特定的DNA修復途徑,而是控制不同DDR途徑共享的共同機制和抵消復制應激的機制。蛋白質組學分析表明,RHOJ調節(jié)許多促進DNA復制和DNA修復的蛋白質的表達。在化療誘導的DNA損傷和復制應激后,上皮和EMT腫瘤細胞都通過激活S內檢查點來降低DNA復制的速度。然而,只有EMT腫瘤細胞以RHOJ依賴性方式激活休眠起源,盡管復制叉減慢,但仍有助于持續(xù)的DNA復制,并促進化療后的細胞存活。
未來前景
Maud Debaugnies和她的同事表明,呈現(xiàn)EMT的癌細胞對化療產(chǎn)生耐藥性。他們發(fā)現(xiàn)RHOJ在化療耐藥細胞中的表達特別高。通過沉默RHOJ,癌細胞對化療變得十分敏感。
Cedric Blanpain教授說:“我們發(fā)現(xiàn)單個基因的抑制可以使癌細胞對化療敏感,這為開發(fā)靶向RHOJ的藥物開辟了新的途徑,這些藥物可以降低EMT癌癥患者對化療的耐藥性。”
總之,該研究確定了RHOJ的關鍵作用以及RHOJ促進EMT腫瘤細胞對化療耐藥性的機制,這對開發(fā)克服抗癌治療耐藥性的新策略具有重要意義。
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