匹伐他汀靶向Mcl-1克服三阴性乳腺癌紫杉醇耐药的新机制

《Experimental Hematology & Oncology》：Pitavastatin is a novel Mcl-1 inhibitor that overcomes paclitaxel resistance in triple-negative breast cancer

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)化疗耐药和转移难题，发现降脂药匹伐他汀(PITA)可直接抑制Mcl-1蛋白(KD=3.91μM)，通过诱导线粒体ROS产生、降低膜电位(△Ψm)和ATP耗竭，选择性清除CD44high/CD24low和ALDH1+肿瘤干细胞(CSCs)，并下调P-gp和STAT3磷酸化，在患者来源肿瘤类器官(PDTOs)和转移模型中显著抑制肿瘤生长和肺转移，为克服化疗耐药提供新策略。

　　

三阴性乳腺癌(TNBC)作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，因缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子受体2(HER2)表达，靶向治疗手段有限，主要依赖紫杉醇等化疗药物。然而，肿瘤异质性和癌症干细胞(CSCs)的存在导致化疗耐药和复发转移，患者五年生存率仅11%。尤其值得关注的是，紫litaxel在清除肿瘤干细胞方面效果有限，且54%的TNBC患者在接受新辅助化疗后出现Mcl-1基因扩增，进一步加剧治疗困境。

为突破这一瓶颈，Ko等研究人员在《Experimental Hematology & Oncology》发表的最新研究中，首次揭示降脂药匹伐他汀(Pitavastatin, PITA)可通过直接抑制Mcl-1蛋白，有效靶向肿瘤干细胞并逆转紫杉醇耐药。研究人员通过分子对接模拟和表面等离子共振(SPR)分析证实PITA与Mcl-1的BH3结构域结合，并利用患者来源肿瘤类器官(PDTOs)、癌症干细胞富集移植瘤模型和紫杉醇耐药转移模型，系统评估了其抗肿瘤效果。

关键技术方法包括：细胞活力检测(MTS法)、流式细胞术分析干细胞标志物(CD44^high/CD24^low、ALDH1活性)、分子对接模拟(PDB:5FC4)、表面等离子共振(SPR)、患者来源肿瘤类器官(PDTO)培养、小鼠异种移植模型、生物发光成像(BLI)以及免疫组织化学分析。

PITA直接抑制Mcl-1

研究发现Mcl-1在TNBC患者中表达显著升高，且与不良预后相关。通过分子对接模拟显示，PITA的喹啉环和庚烯酸基团与Mcl-1的Thr266、Val253等残基形成氢键和疏水相互作用，结合亲和力(K_D=3.91μM)优于已知Mcl-1抑制剂AT101(K_D=9.48μM)。免疫荧光证实PITA处理48小时后线粒体Mcl-1蛋白表达显著下降，伴随Bak切割和caspase-9激活。

PITA通过线粒体功能障碍诱导TNBC细胞凋亡

剂量依赖性实验显示PITA(1-5μM)可显著增加Sub-G1细胞比例和annexin V阳性细胞率。机制上，PITA诱导线粒体活性氧(ROS)爆发和细胞色素c释放，导致膜电位(△Ψ_m)崩溃和ATP耗竭，最终激活caspase-3/7/9和PARP切割，引发线粒体途径凋亡。

PITA有效清除肿瘤干细胞

生物信息学分析显示Mcl-1与ALDH1A1表达呈正相关(p=0.0016)。从4T1乳腺球中分选的ALDH1⁺细胞显示更高Mcl-1表达。PITA处理不仅降低CD44^high/CD24^low和CD49f^high/CD24^high群体比例，还显著抑制ALDH1活性和乳腺球形成能力，同时下调Nanog、Oct4、Sox2等多能性因子。

PITA抑制TNBC类器官和移植瘤生长

在TNBC患者来源类器官中，5μM PITA处理15天可使类器官体积减少约80%。在4T1乳腺球来源的小鼠移植瘤模型中，PITA(5mg/kg)治疗显著抑制肿瘤生长，降低Ki-67增殖指数，增加TUNEL阳性细胞率，并减少CD31阳性微血管密度，且未引起肝肾功能异常。

PITA抑制TNBC转移进程

体内实验表明PITA处理显著降低肺转移灶的生物发光信号和结节数量。机制上，PITA下调vimentin表达和血清MMP-2/MMP-9水平，抑制STAT3磷酸化，从而阻碍上皮-间质转化(EMT)和转移过程。

PITA克服紫杉醇耐药

通过逐步诱导建立的紫杉醇耐药细胞(PacR-4T1)显示48倍耐药性，伴随P-gp过度表达和STAT3持续激活。值得注意的是，PITA对耐药细胞仍保持高效(IC₅₀=4.88μM)，通过下调MDR1、Mcl-1/Bcl-2和抑制AKT/STAT3通路恢复化疗敏感性。

PITA抑制耐药细胞转移并发挥协同效应

极限稀释实验显示PITA将PacR-4T1的癌症干细胞频率从1/79降至1/1252。在尾静脉转移模型中，PITA单次给药即可显著减少肺定植。特别重要的是，PITA与紫杉醇联用在TNBC类器官中表现出强协同效应(CI<1)，为临床联合用药提供依据。

本研究系统阐明了PITA作为Mcl-1抑制剂的新功能，其通过破坏线粒体功能、清除癌症干细胞和抑制STAT3信号通路，有效克服TNBC的紫杉醇耐药和转移难题。特别值得关注的是，PITA作为已获批的降脂药，具有80%的高口服生物利用度和明确的临床安全性数据，为快速推进临床转化奠定基础。研究不仅揭示了Mcl-1在肿瘤干细胞维持中的关键作用，还为TNBC治疗提供了具有即时临床应用潜力的联合治疗策略。