受体酪氨酸激酶ErbB2/HER2调控CDK4抑制剂的敏感性以及G1/S期转换的时序和不可逆性

《Journal of Bodywork and Movement Therapies》：The receptor tyrosine kinase ErbB2/HER2 governs CDK4 inhibitor sensitivity, timing and irreversibility of the G1/S transition

细胞周期进入G1/S阶段的关键调控机制及ErbB2介导的CDK4抑制剂耐药性研究。

　　在这项研究中，科学家们探讨了ErbB2（HER2）受体在乳腺癌细胞周期调控中的作用，尤其是其对G1/S期转换的调控机制。ErbB2是ErbB受体家族中的一个关键成员，它在多种癌症，包括乳腺癌中被广泛研究。研究指出，ErbB2在癌细胞增殖过程中起着至关重要的作用，但目前对于ErbB2介导的G1/S期转换的定量机制仍不完全清楚。通过使用高表达和低表达ErbB2的乳腺癌细胞系进行广泛的时间进程分析，研究人员希望揭示ErbB2如何调控细胞周期的转换过程，并进一步探讨其在CDK4抑制剂治疗中对细胞周期敏感性的潜在影响。

研究首先使用了荧光细胞周期指示器（FUCCI）进行活细胞成像，以分析HRG（Heregulin）刺激后细胞周期的动态变化。HRG是ErbB2受体的配体，能够激活ErbB2的二聚化。研究发现，在HRG刺激后，大约20小时细胞开始进入S期，这表明ErbB2的激活在细胞周期进入S期过程中起着核心作用。通过分析不同细胞周期阶段的比例，研究人员发现HRG刺激导致S/G2/M期细胞比例增加，而对照组细胞则没有类似的增加，这表明HRG刺激促进了细胞增殖。这些发现支持了ErbB2在调控细胞周期进入中的作用，特别是通过激活cyclin D1/CDK4-RB轴来实现。

研究还发现，CDK4抑制剂（CDK4i）的使用在大多数细胞中导致了细胞周期的停滞，但在一部分细胞中却观察到了细胞周期进入的延迟。这一延迟现象与c-Myc的激活增强有关。进一步分析显示，CDK4i治疗导致c-Myc的过度激活，这可能与细胞周期调控的某些机制相关。此外，研究人员发现，在高表达ErbB2的细胞中，CDK4i不仅导致c-Myc的过度激活，还引发了cyclin D1的快速下降，最终导致细胞周期停滞。这表明ErbB2的表达水平可能影响细胞对CDK4i的敏感性，并可能成为治疗耐药性的原因之一。

为了更深入地理解这一机制，研究人员还探讨了Hsp90在细胞周期调控中的作用。Hsp90被CDK4的活性调控，并在ErbB2蛋白的稳定性和成熟过程中起着关键作用。CDK4i的使用减少了Hsp90与ErbB2的共定位，这可能引发ErbB2蛋白的错误折叠和降解。同时，研究发现ErbB2的蛋白表达水平在CDK4i处理后显著下降，而其mRNA水平则没有变化，这表明CDK4i通过影响蛋白稳定性而非基因表达来调控ErbB2水平。这些结果进一步揭示了ErbB2蛋白的稳定性与细胞周期调控之间的关系，并为理解CDK4i治疗中的耐药机制提供了新的视角。

此外，研究还分析了c-Myc在细胞周期调控中的作用。c-Myc是一种重要的转录因子，能够调控多种细胞周期相关基因的表达。研究发现，CDK4i能够通过影响c-Myc的表观遗传调控，如H3K27Ac修饰，来增强其转录活性。这种增强的c-Myc活性导致了部分细胞周期停滞的延迟，并且这种延迟可能与ErbB2的表达水平有关。研究还发现，在高表达ErbB2的细胞中，c-Myc的表达和磷酸化水平显著增加，这可能通过抑制p27蛋白的表达，进而影响cyclin D1和CDK4复合物的稳定性，最终导致细胞周期停滞。

研究进一步探讨了c-Myc在细胞周期调控中的作用，尤其是在CDK4i治疗后的细胞周期可逆性问题。研究人员发现，CDK4i处理后，细胞周期停滞可能是可逆的，但c-Myc的持续激活可能会维持这种停滞状态。通过使用c-Myc抑制剂EN4，研究人员发现，这种抑制能够部分恢复细胞周期的进行，表明c-Myc在维持细胞周期停滞中的重要作用。这些发现对于理解CDK4i治疗的耐药机制具有重要意义，并为未来的靶向治疗策略提供了潜在的方向。

在临床数据方面，研究人员分析了接受CDK4/6抑制剂治疗的乳腺癌患者的微阵列数据，发现PCNA（一种与DNA复制相关的基因）的表达在长期治疗组中显著增加，而在短期治疗组中则没有明显变化。这表明，CDK4/6抑制剂的长期使用可能会导致细胞周期相关基因的表达变化，从而影响治疗效果。研究还发现，ErbB2的表达水平可能与细胞周期的可逆性有关，高表达ErbB2的细胞可能对CDK4i表现出更高的耐药性，而低表达ErbB2的细胞则更容易被CDK4i所抑制。

综上所述，这项研究揭示了ErbB2在细胞周期调控中的复杂作用，尤其是在CDK4i治疗中的表现。ErbB2的表达水平不仅影响cyclin D1和c-Myc在细胞周期中的功能，还可能通过调控Hsp90的活性，进而影响细胞周期的可逆性。这些发现为乳腺癌的治疗策略提供了新的思路，即针对ErbB2和c-Myc的联合抑制可能有助于克服CDK4i治疗中的耐药问题。同时，研究也强调了细胞周期调控的异质性，这可能影响不同患者对同一治疗方案的反应，提示在临床治疗中需要考虑个体化治疗策略。