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食管癌(ESCC)死亡率高,现有化疗效果不佳。研究人员开展 FGFR2/IL-8 双重阻断治疗策略的研究,发现 FGFR2 抑制可诱导 ESCC 细胞坏死性凋亡,双阻断能抑制肿瘤生长。该研究为临床癌症治疗提供新方向。
在癌症治疗的战场上,食管癌(Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)一直是个 “顽固分子”。它恶性程度高,在中国是癌症相关死亡的第四大原因,尽管多年来医学不断努力,可患者五年生存率依旧在 15 - 25% 的低位徘徊。传统化疗作为标准治疗手段,却常因癌细胞对凋亡产生抗性而疗效大打折扣,这就如同给治疗之路设置了重重障碍。因此,寻找新的治疗策略,克服癌细胞的凋亡抗性,诱导非凋亡形式的程序性细胞死亡,成为了医学研究的迫切任务。
为了攻克这一难题,来自北京大学肿瘤医院、中山大学肿瘤防治中心、中国医学科学院肿瘤医院等多家国内研究机构的研究人员联合开展了深入研究。他们将目光聚焦于坏死性凋亡(Necroptosis)这一特殊的细胞死亡方式,试图挖掘其在食管癌治疗中的潜力。经过一系列实验,研究人员发现了一种全新的依赖于 FGFR2/NF2/YAP 信号通路的坏死性凋亡途径,并基于此提出了 FGFR2/IL-8 双重阻断的治疗策略。这一发现为食管癌的治疗带来了新的曙光,相关研究成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员在开展研究时,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,他们利用细胞活力测定、细胞增殖实验、凋亡检测等技术,探究药物对食管癌细胞的作用;通过免疫印迹(Western blot)、免疫沉淀(Immunoprecipitation analysis)等方法,分析相关蛋白的表达和相互作用。在动物实验中,构建了细胞系来源的异种移植(CDX)、患者来源的异种移植(PDX)和人源化小鼠模型,以此评估药物的抗肿瘤效果 。此外,还借助 RNA 测序(RNA sequencing)分析基因表达变化,采用染色质免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitation,ChIP)实验探究转录调控机制。
研究结果如下:
- FGFR 抑制诱导坏死性凋亡:研究人员通过分析 TCGA 数据库,发现 FGFR2 与 MLKL 表达呈负相关,推测 FGFR2 可能与坏死性凋亡有关。使用 FGFR1 - 3 抑制剂 AZD4547 处理食管癌细胞系后,细胞出现典型坏死特征,如细胞质膜破裂、线粒体肿胀等,同时关键坏死性凋亡介质 RIP1、MLKL 和 pMLKL 表达增加。在体内实验中,AZD4547 能抑制 FGFR2 高表达的肿瘤生长,表明 FGFR 抑制剂可通过触发坏死性凋亡抑制 ESCC。
- FGFR2 介导的坏死性凋亡依赖 RIP1 和 MLKL:实验发现,抑制 RIP1 激酶(necrostatin - 1,Nec - 1)、MLKL 激酶(necrosulfonamide,NSA)可恢复 AZD4547 处理后细胞的活力,减少 LDH 释放和相关蛋白表达。敲低 RIP1 和 MLKL 也能部分逆转细胞活力下降和 LDH 释放。此外,沉默 FGFR2 可激活坏死性凋亡信号,抑制细胞生长,进一步证实 FGFR2 抑制是坏死性凋亡的关键驱动因素。
- RIP3 在 FGFR2 抑制诱导的坏死性凋亡中并非必需:多数食管癌细胞系中 RIP3 表达较低,在 COLO680N 细胞中,沉默 RIP3 不影响 AZD4547 诱导的细胞死亡和 MLKL 向膜的转位。野生型和坏死性凋亡介质缺陷型小鼠成纤维细胞 L929 对 AZD4547 的反应也表明,RIP3 对 FGFR2 抑制诱导的坏死性凋亡不重要,可能存在替代激酶发挥作用。
- MST1 参与坏死性凋亡途径:利用数据库筛选出与 RIP1、MLKL 相互作用的 MST1。研究发现,MST1 与 RIP1、MLKL 形成蛋白复合物,且该相互作用在 AZD4547 处理后增强。MST1 可直接磷酸化 MLKL 的 Thr216 位点,影响细胞对 AZD4547 的敏感性,是坏死性凋亡的关键调节因子,尤其在 RIP3 缺失时发挥重要作用。
- MST1 以依赖 Hippo 通路的方式介导坏死性凋亡:AZD4547 处理后,Hippo 通路相关蛋白 MST1、NF2、LATS1/2 表达下调,YAP 表达增加。YAP 可转录调节 RIP1 和 MLKL 的表达,进而调控坏死性凋亡途径,表明 FGFR2 通过 Hippo 通路调控坏死性凋亡。
- FGFR2 抑制调节 Hippo 通路促进 NF2 泛素化:NF2 与 FGFR2 相互作用,FGFR2 抑制可促进 NF2 的 Ser518 磷酸化,增强其泛素化和降解,从而调节 Hippo 通路,影响坏死性凋亡。
- FGFR2 抑制诱导的坏死性凋亡通过旁分泌 IL - 8 增加存活肿瘤细胞的 PD - L1 表达:RNA 测序和相关实验表明,AZD4547 处理后,细胞分泌 IL - 8 增加,IL - 8 可诱导 PD - L1 表达,导致肿瘤细胞免疫逃逸。
- FGFR 抑制剂与 PD - L1 抑制剂联合在 ESCC 异种移植中的协同抑制作用:在人源化小鼠模型中,单独使用 AZD4547、Atezolizumab(一种 PD - L1 抗体)和 Reparixin(一种 IL - 8 受体 CXCR1/2 抑制剂)均可抑制肿瘤生长,而双重阻断(如 AZD4547 与 Atezolizumab 联合)能显著增强抗肿瘤效果,减少肿瘤重量,且不引起小鼠体重明显下降。
研究结论和讨论部分指出,FGFR2 可作为 FGFR2 靶向治疗的生物标志物,FGFR2 抑制主要诱导坏死性凋亡,且该过程不依赖 RIP3,MST1 在其中起重要替代作用。同时,FGFR2 抑制诱导的坏死性凋亡会促进免疫抑制性肿瘤微环境的形成,但联合免疫检查点抑制剂与 FGFR2 抑制剂,如双重阻断 FGFR2/PD - L1 或 FGFR2/IL - 8 - CXCR1/2,可有效抑制肿瘤生长,为临床癌症治疗提供了极具前景的联合治疗策略,有望改写食管癌治疗的格局,为患者带来更多生存希望。