靶向表观遗传调控：HDAC抑制剂与顺铂协同作用抑制胃癌和肝癌耐药持久细胞存活与增殖

为解决胃肠道癌症化疗耐药及药物耐受持久细胞（DTP）导致的复发难题，研究人员开展了一项针对顺铂耐受与耐药机制的表观遗传调控研究。研究发现DTP细胞通过组蛋白去甲基化（H3K9me3、H3K27me3）和去乙酰化（H3K9ac、H3K27ac）重塑染色质状态，促使细胞周期停滞和代谢重编程。使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi）Valproic Acid（VPA）预处理可逆转DTP表型并显著增强顺铂疗效，体内实验证实联合用药显著降低肿瘤负荷。该研究为克服化疗耐药提供了靶向表观遗传干预的新策略。

　　

在全球范围内，胃肠道癌症（GI Cancers）占据癌症发病率和死亡率的重要部分，尤其是胃癌和肝癌在亚洲地区具有高发态势。尽管以顺铂（Cisplatin）为基础的化疗在初期表现出一定疗效，但多数患者最终因获得性耐药（Acquired Resistance）导致治疗失败和疾病复发。近年来，研究表明，一类被称为“药物耐受持久细胞”（Drug-Tolerant Persisters, DTPs）的肿瘤细胞亚群能够在高剂量药物压力下存活，并通过非遗传机制介导临时耐受状态，最终进化为完全耐药细胞（Drug-Resistant Cells, DRCs）。然而，DTP细胞在胃癌和肝癌中的具体分子机制及干预策略仍不明确。

在此背景下，由Anjali Singh、Sanjay Gupta等研究人员在《Clinical Epigenetics》发表的研究中，首次在肝癌和胃癌细胞系中建立了顺铂耐受（DTP）和耐药（DRC）模型，并深入探索了表观遗传机制在DTP形成中的作用及其靶向治疗潜力。

为开展本研究，作者运用了以下关键技术方法：利用MTT法测定细胞活力与半抑制浓度（IC₅₀）；通过RNA测序（RNA-Seq）分析转录组变化；采用蛋白质免疫印迹（Western Blot）和免疫荧光分析组蛋白修饰水平；使用CUT&RUN-qPCR技术检测特定基因启动子区域组蛋白修饰富集情况；通过shRNA基因敲降和化学抑制剂（如VPA、GSK343、UNC-0642）干预关键染色质修饰酶；借助流式细胞术分析细胞周期与凋亡；并利用异种移植瘤模型（NOD-SCID小鼠）进行体内药效评价。

研究结果如下：

Generation and characterization of DTP cells.

通过多轮顺铂处理与恢复循环，成功在肝癌细胞（HepG2、PLC/PRF/5）和胃癌细胞（AGS、HFE-MT）中诱导出DTP细胞。这些细胞在药物撤除后可逆转为敏感状态，而耐药细胞则表现出稳定的耐药性（RI = 3.6–4）。细胞周期分析显示DTP细胞显著停滞于G0/G1期，增殖标志物Ki-67和周期蛋白（Cyclin B1、Cyclin E1）下调，且对顺铂诱导的凋亡具有显著抵抗能力。

Transcriptomic analysis of DTP and resistant cells.

RNA测序结果表明，DTP细胞在转录组水平与亲本和耐药细胞显著不同，表现为细胞周期、DNA复制、染色质组织等通路的下调，以及细胞通讯与细胞因子信号通路的激活。而在耐药细胞中，这些通路多数恢复至亲本水平，提示DTP状态具有高度可塑性。

Repressed chromatin state due to global loss of acetylation in DTP cells.

组蛋白修饰分析发现，DTP细胞中激活型标记如H3K9ac和H3K27ac显著降低，且HDAC活性上升、HAT活性下降。在部分细胞中乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）水平也下降，表明DTP细胞普遍存在乙酰化缺失和染色质关闭状态。

Site-specific increase in histone methylation to maintain DTP state.

与之相反，DTP细胞中抑制性标记H3K9me3和H3K27me3及其甲基转移酶（G9a、EZH2）均显著上调，且在多个细胞系中一致出现。耐药细胞则显示这些标记的焦点性重分布，提示三维染色质结构发生了重要变化。

Distribution of H3K9ac and H3K9me3 on the promoters of cell cycle and chromatin modifier genes in DTP and resistant cells.

CUT&RUN-qPCR分析进一步证实，在DTP细胞中，细胞周期基因（如CCNB1、CCNE1、Ki-67）的启动子区域富含H3K9me3而缺乏H3K9ac，与之相反，染色质修饰酶基因（如HDAC1、EZH2）则呈现乙酰化富集和低甲基化状态，说明这些表观遗传调控因子在DTP状态下被选择性激活。

Pre-treatment with chromatin modifiers inhibitors followed by cisplatin DTP generation.

使用HDAC抑制剂VPA、EZH2抑制剂GSK343、G9a抑制剂UNC-0642预处理可显著减少DTP细胞的形成，并增强顺铂诱导的细胞凋亡。基因敲降实验也证实，敲低HDAC1、EZH2或G9a均可抑制DTP表型，表明这些表观遗传修饰酶是维持DTP细胞存活的关键靶点。

Effect of sequential chromatin modifier inhibitor and cisplatin treatment in xenograft model.

在体内小鼠肿瘤模型中，VPA与顺铂序贯治疗显著抑制肿瘤生长，降低肿瘤负荷，并减少增殖标志物Ki-67表达，同时增加凋亡标志物Cleaved Caspase-3。组织免疫组化分析显示，联合治疗可逆转DTP相关的组蛋白乙酰化下降和甲基化上升。

研究表明，DTP细胞通过动态调控组蛋白乙酰化和甲基化修饰，重塑染色质状态，从而促进其在化疗压力下的存活和潜在进化為耐药细胞。靶向这些表观遗传修饰酶（如使用VPA等HDAC抑制剂）可有效逆转DTP表型，恢复癌细胞对化疗的敏感性。该研究不仅揭示了DTP细胞在胃癌和肝癌中的表观遗传调控机制，也为临床克服化疗耐药提供了联合治疗的新思路，具有重要的转化医学价值。