DNAPKcs通过调控转录变化，增强了三阴性乳腺癌在化学耐药性期间的ETS1稳定性

《npj Breast Cancer》：Enhanced ETS1 stability by DNAPKcs orchestrates transcriptional changes during chemoresistance in triple negative breast cancer

本研究揭示三阴性乳腺癌化疗耐药中DNAPKcs通过磷酸化ETS1（Ser251）稳定其蛋白，激活E2F、MYC和G2/M通路，促进增殖并抵抗凋亡。DNAPKcs抑制剂可降解ETS1并抑制这些通路，恢复药物敏感性，为耐药治疗提供新靶点。

　　三阴性乳腺癌（Triple Negative Breast Cancer, TNBC）是乳腺癌的一种亚型，约占所有乳腺癌的20%，因其高度侵袭性、快速复发以及较差的总体生存率而被认为是一种极具挑战性的癌症类型。TNBC的特征是缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和HER2受体，这使得传统以激素治疗或靶向HER2的治疗手段难以奏效，因此治疗主要依赖于化疗。然而，随着治疗的进行，许多TNBC患者会发展出对化疗药物的耐药性，从而导致疾病进展和死亡率上升。在这些患者中，耐药性的发展与肿瘤细胞的增殖、转移以及DNA修复能力增强密切相关。

近年来，研究发现ETS1这一转录因子在TNBC中表达水平较高，并与肿瘤的侵袭性、转移能力和化疗耐药性相关。ETS1在调控肿瘤细胞的多种恶性行为中发挥重要作用，包括细胞增殖、DNA合成和基因表达调控。然而，关于ETS1如何在TNBC耐药性中起作用的机制仍不完全清楚。为此，本研究通过一系列实验揭示了DNAPKcs（DNA依赖性蛋白激酶催化亚基，也称为PRKDC）在ETS1的磷酸化和稳定化过程中的关键作用，从而促进耐药性的形成。

在实验中，研究人员使用了多种化疗药物（如5’-氟尿嘧啶（5’FU）和多柔比星/阿霉素（Doxorubicin））处理TNBC细胞系（如MDA-MB231、MDA-MB468和MDA-MB453），以建立耐药性模型。结果显示，这些耐药细胞系对药物的敏感性显著下降，表明它们已经形成了对多种化疗药物的交叉耐药性。进一步分析显示，这些耐药细胞系中ETS1的蛋白表达水平显著增加，但其mRNA水平并未显著变化，提示ETS1的表达可能受到翻译后调控机制的影响。此外，通过蛋白激酶抑制剂处理耐药细胞，研究人员发现ETS1的蛋白水平显著下降，且细胞增殖能力被抑制，最终导致细胞凋亡。这一结果表明，DNAPKcs在ETS1的稳定性和功能中起着关键作用。

为了进一步确认DNAPKcs对ETS1的调控机制，研究人员进行了免疫共沉淀实验，发现DNAPKcs与ETS1存在显著的相互作用，尤其是在耐药细胞中。通过质谱分析，研究人员鉴定出ETS1的Serine 251（S251）位点是DNAPKcs磷酸化的关键位置。实验还显示，当DNAPKcs被抑制时，ETS1的S251位点磷酸化水平下降，同时其蛋白稳定性也受到影响，这进一步验证了DNAPKcs通过磷酸化S251位点来维持ETS1稳定性的机制。此外，研究人员还使用了S251D（模拟磷酸化）和S251A（模拟去磷酸化）两种ETS1突变体，发现S251D突变体在DNAPKcs抑制剂处理下仍能维持ETS1的稳定性和转录活性，而S251A突变体则表现出相反的效果。这说明S251位点的磷酸化对于ETS1的稳定性和功能至关重要。

进一步的转录组分析显示，耐药细胞中ETS1的磷酸化能够激活与细胞增殖、DNA合成和细胞周期相关的基因，如E2F、MYC和G2/M通路中的关键基因。这些基因的表达在耐药细胞中显著增强，而使用DNAPKcs抑制剂后，这些基因的表达被抑制，细胞增殖能力也随之下降。此外，研究人员还观察到，化疗耐药的TNBC患者体内也存在ETS1的S251位点磷酸化现象，这表明该磷酸化事件可能在耐药性形成过程中起着关键作用。

为了探讨ETS1的磷酸化如何影响其稳定性，研究人员进一步分析了COP1（一种E3泛素连接酶）与ETS1的相互作用。结果显示，当DNAPKcs被抑制时，COP1与ETS1的结合显著增强，从而促进ETS1的泛素化和降解。然而，当S251D突变体被引入时，COP1与ETS1的结合被显著削弱，这表明S251位点的磷酸化可能改变了ETS1的构象，从而干扰了COP1对其的识别和降解。这一发现进一步支持了DNAPKcs通过磷酸化S251位点来维持ETS1稳定性的机制。

在临床样本分析中，研究人员发现，化疗耐药的TNBC患者体内ETS1的S251位点磷酸化水平显著高于未接受治疗的患者。这一结果表明，S251位点的磷酸化可能是一个与耐药性发展相关的标志物。此外，研究人员还通过RNA测序分析了耐药细胞和患者的转录组数据，发现这些数据中与细胞增殖、DNA修复和核苷酸代谢相关的基因表达显著增强，而ETS1的表达被抑制时，这些基因的表达水平也随之下降。这表明ETS1在调控这些关键基因的表达中起着直接的作用。

综上所述，本研究揭示了DNAPKcs通过磷酸化ETS1的S251位点，促进其稳定性和功能，从而在TNBC的耐药性发展中起到关键作用。这一发现为TNBC的治疗提供了新的思路，即通过抑制DNAPKcs的活性，可以降低ETS1的稳定性，进而削弱其对耐药性的促进作用。未来，针对DNAPKcs的抑制剂可能成为治疗TNBC耐药性的新靶点，为临床提供新的治疗策略。此外，ETS1的S251位点磷酸化可能作为一个潜在的生物标志物，用于预测患者对化疗的反应和耐药性的发生。这些发现不仅加深了我们对TNBC耐药机制的理解，也为开发新的治疗手段提供了理论基础和实验依据。