ATP7B通过调控细胞外囊泡介导的头颈鳞状细胞癌顺铂耐药新机制

《Cancer Gene Therapy》：ATPase copper transporting beta contributes to cisplatin resistance as a regulatory factor of extracellular vesicles in head and neck squamous cell carcinoma

本研究针对头颈鳞状细胞癌（HNSC）顺铂（CDDP）耐药难题，发现铜转运蛋白ATP7B通过调控细胞外囊泡（sEVs）的生物合成和内容物改变，促进上皮间质转化（EMT）和内吞作用，从而增强肿瘤细胞的CDDP耐受性。研究证实CDDP耐药细胞分泌的sEVs可上调受体细胞中ATP7B表达，而囊泡抑制剂GW4869能通过抑制晚期内体成熟逆转耐药表型，为克服HNSC化疗耐药提供了新的靶向治疗策略。

　　

头颈鳞状细胞癌（Head and Neck Squamous Cell Carcinoma, HNSC）作为常见的恶性肿瘤类型，其治疗过程中常面临化疗药物耐受的严峻挑战。顺铂（Cisplatin, CDDP）作为HNSC标准化疗方案的核心药物，其耐药性的产生往往导致治疗失败和肿瘤复发。近年来研究发现，铜离子转运蛋白ATP7B可能通过调控细胞内药物分布参与CDDP耐药机制，但其具体分子通路及与肿瘤微环境的交互作用仍不明确。

为深入解析ATP7P在HNSC耐药中的作用机制，研究团队通过蛋白质互作网络分析发现ATP7B与内吞作用关键蛋白Rab5/Rab7存在密切关联。基因集富集分析（GSEA）显示，高表达ATP7B的HNSC样本中内吞和上皮间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）相关通路显著激活。实验验证表明，CDDP耐药细胞系（SAS-R和HSC-3-R）中ATP7B、Rab5和Rab7蛋白表达均显著上调，且细胞侵袭和迁移能力增强。

进一步研究发现，CDDP耐药细胞分泌的小细胞外囊泡（small Extracellular Vesicles, sEVs）具有独特的蛋白组成特征：HSP90和EpCAM表达升高而CD63表达降低。这些sEVs被受体细胞摄取后，能显著上调ATP7B表达并降低细胞对CDDP的敏感性。值得注意的是，ATP7B与高尔基体标志物GM130的共定位在耐药细胞中消失，提示亚细胞定位改变可能参与耐药表型调控。

研究团队采用囊泡生物合成抑制剂GW4869进行干预，发现该药物能特异性抑制晚期内体标志物Rab7表达，而不影响早期内体标志物Rab5。在二维和三维培养模型中，GW4869与CDDP联用可显著增强 caspase-3 切割水平，减少肿瘤球体缺氧区域，并逆转EMT表型。动物实验证实，GW4869处理组肿瘤组织ATP7B表达显著降低，血清来源sEVs中囊泡相关蛋白含量明显减少。

CDDP耐药sEVs重塑肿瘤微环境

耐药细胞分泌的sEVs在形态和粒径分布上与亲本细胞无显著差异，但蛋白组成发生改变：HSP90和EpCAM表达升高，CD63表达降低。这些sEVs可被受体细胞有效摄取，并通过上调ATP7B表达传递耐药表型。生存分析显示，EPCAM和HSP90AA1共高表达与HNSC患者预后不良相关。

GW4869通过调控内体成熟逆转耐药

GW4869处理可同时抑制ATP7B及其伴侣蛋白Atox1表达，并特异性降低Rab7水平。在三维肿瘤球体模型中，GW4869与CDDP联用可显著增强细胞凋亡，减少缺氧区域。动物实验证实GW4869能降低肿瘤组织ATP7B表达和血清sEVs含量。

本研究系统揭示了ATP7B通过调控sEVs生物合成和内容物排序，促进HNSC细胞CDDP耐药的新机制。研究发现CDDP耐药细胞分泌的sEVs可通过旁分泌作用上调受体细胞中ATP7B表达，形成正反馈循环。GW4869作为内体成熟抑制剂，能有效阻断该通路并增强CDDP疗效。这些发现不仅深化了对铜离子代谢与化疗耐药关联的理解，还为克服HNSC耐药提供了新的联合治疗策略。该研究发表于《Cancer Gene Therapy》期刊，为开发靶向sEVs-ATP7B轴的治疗方案奠定了理论基础。