靶向ESR1恢复SQSTM1依赖性自噬并逆转ER阳性乳腺癌的氧化与辐射应激抵抗

为解决ER阳性乳腺癌对激素治疗和放疗的耐药性问题，研究人员开展ESR1-SQSTM1调控自噬与DNA损伤修复机制的研究，发现ESR1通过结合SQSTM1(p62)抑制自噬流并增强辐射抵抗，靶向该轴可恢复放疗敏感性，为临床联合治疗提供新策略。

　　

雌激素受体阳性（ER+）乳腺癌是最常见的乳腺癌亚型，约占所有病例的60-80%。尽管内分泌治疗（如他莫昔芬和氟维司群）和放疗是标准治疗手段，但约40%的患者会出现治疗抵抗，导致肿瘤复发和进展。特别是在中国台湾地区，乳腺癌发病呈现年轻化趋势，中位诊断年龄为45-49岁，16.6%的患者年龄低于40岁，这使得解决治疗抵抗问题尤为紧迫。近年来研究发现，ESR1（雌激素受体α）突变（如Y537和D538）与耐药性相关，但其在放疗抵抗中的具体机制尚不明确。放疗通过诱导DNA双链断裂（DSBs）和活性氧（ROS）产生杀伤肿瘤细胞，而ER+肿瘤常表现出辐射抵抗，提示ESR1可能参与调控DNA损伤修复和细胞应激响应过程。自噬作为细胞清除受损蛋白和细胞器的重要机制，在辐射响应中扮演双重角色，但其与ESR1的交互作用尚未被深入探索。本研究通过整合多组学分析和功能实验，揭示了ESR1通过直接结合自噬关键蛋白SQSTM1(p62)抑制自噬流的新机制，为逆转ER+乳腺癌的治疗抵抗提供了新的靶点和策略。

研究主要采用以下技术方法：基于公共数据集（GSE120798、CCLE）的生物信息学分析筛选辐射抵抗相关基因；利用短发夹RNA（shRNA）敲低和过表达模型构建ESR1功能增益与损失细胞系；通过克隆形成实验、彗星实验和免疫荧光（检测γ-H2AX和TP53BP1 foci）评估DNA损伤与修复；蛋白质印迹分析自噬（LC3B、p62）、凋亡（caspase-3/9）和铁死亡（GPX4、COX2）标志物；免疫共沉淀和质谱鉴定ESR1与SQSTM1的相互作用；动物模型（NOD/SCID小鼠）验证肿瘤生长和辐射响应。临床样本分析来自台湾地区队列。

ESR1与ER+乳腺癌细胞的辐射抵抗相关

通过分析乳腺癌细胞系基因表达数据，发现ESR1在辐射抵抗（RR）群体中显著激活（Z-score >1），且与辐射抵抗AUC值呈正相关（图1C）。在ER+细胞系（MCF7、ZR-75-1）中，ESR1在辐射后2小时内被激活，而ER-细胞（MDA-MB-231）无此现象（图1D）。蛋白质印迹验证ESR1高表达与细胞辐射存活率正相关（图1F-G）。

ESR1缺失增强DNA损伤并激活DSB修复机制

在ESR1敲低模型中，辐射导致ATM/ATR磷酸化升高、BRCA1激活，以及NHEJ相关蛋白（Ku70、Ku80）表达上调（图2B,H）。彗星实验和免疫荧光显示DNA损伤 foci（γ-H2AX和TP53BP1）显著增加（图2E,G），克隆形成能力下降（图2C,D）。ESR2敲低不影响辐射响应，表明ESR1具有特异性功能（图2F）。

ESR1过表达促进肿瘤发生并抑制DNA损伤

在MCF7中过表达ESR1可增强肿瘤生长（图3C,D）并减少辐射诱导的DNA损伤 foci（图3E）。关键修复蛋白（ATM、XRCC4、Ku80、BRCA1）表达受阻（图3G,H），细胞辐射抵抗性增强（图3F）。TP53敲低仅轻微影响辐射响应，提示ESR1的作用独立于TP53（附图2）。

ESR1通过调控自噬响应辐射诱导的应激

辐射后凋亡（caspase-3/9 cleavage）和铁死亡（GPX4、COX2）标志物无显著变化（图4A,B），但内质网应激标志物p-IRE1α在ESR1敲低组升高（图4C）。自噬实验显示ESR1过表达导致LC3B-II和p62积累，阻断自噬流（图4D）；而ESR1敲低恢复自噬活性（图4E）。免疫荧光证实ESR1过表达抑制自噬体形成（LC3B和LAMP2共定位减少）（图4F,G）。

ESR1介导氧化应激下的DNA损伤与自噬抑制

H₂O₂处理模拟辐射间接效应，ESR1敲低加剧DNA损伤（ATM磷酸化、foci形成）（图5A,B），而过表达则具有保护作用（图5C,D）。自噬抑制剂（CQ、3-MA）在ESR1过表达模型中进一步抑制自噬流（图5E-H），表明ESR1通过相似机制调控氧化和辐射应激。

ESR1干扰p62磷酸化并抑制自噬事件

质谱和免疫共沉淀发现ESR1直接结合SQSTM1(p62)（图6B-D），并抑制其磷酸化（图6E）。雌激素（E2）处理增强ESR1表达并降低p62磷酸化，恢复辐射抵抗（图6F-I）。他莫昔芬耐药细胞系中自噬显著受损（图6J），临床数据表明ESR1与SQSTM1在Luminal A/B亚型中正相关（附图8,9）。

研究结论表明，ESR1通过胞质易位与SQSTM1(p62)结合，抑制其磷酸化和自噬体成熟，从而削弱辐射和氧化应激下的自噬性细胞死亡，并促进DNA修复通路激活（如NHEJ）。这一机制在雌激素（E2）刺激下被强化，与他莫昔芬耐药相关。讨论部分强调，该研究首次揭示ESR1-SQSTM1轴在调控自噬和辐射响应中的核心作用，突破传统认为ESR1仅作为核受体的认知。靶向该通路可恢复ER+乳腺癌的放疗敏感性，ESR1和自噬活性有望成为预测治疗响应的生物标志物。未来需进一步探索ESR1-p62结合位点及脂质过氧化在铁死亡中的作用，为临床联合应用ESR1抑制剂与放疗提供理论依据。

论文发表于《Cell Death Discovery》，由台湾高雄荣民总医院、阳明交通大学等机构合作完成，依托台湾地区临床队列和多种分子生物学技术，为地域性高发疾病提供了精准治疗方向。