RhoE蛋白的下调会促进肝细胞癌中胆固醇的生物合成，并增强其对索拉非尼（一种抗癌药物）的耐药性

《Journal of Biological Chemistry》：RhoE down-regulation leads to enhanced cholesterol biosynthesis and sorafenib resistance in hepatocellular carcinoma

肝癌中Sorafenib耐药机制研究显示，其通过抑制RhoE激活FAK/AKT/HMGCR信号轴，促进胆固醇合成及SHH通路GLI1表达，导致耐药。联合FAK抑制剂（如defactinib）可阻断该通路，逆转耐药并增强疗效，且发现胆固醇代谢相关基因表达谱与耐药预后相关。

　　这项研究揭示了肝细胞癌（HCC）对索拉非尼产生耐药性的新机制，为开发更有效的治疗策略提供了重要的理论依据。索拉非尼是目前HCC的一线系统治疗药物，但其临床疗效受到获得性耐药的显著限制。研究团队通过分析临床试验数据和进行一系列体外及体内实验，发现FAK（焦磷酸化激酶）信号通路的激活在索拉非尼耐药中起着关键作用。具体而言，索拉非尼通过抑制Raf/MEK/ERK信号通路，导致RhoE表达下调，从而解除其对RhoA/ROCK信号通路的抑制作用，最终促进FAK在酪氨酸397位点的磷酸化，激活AKT信号通路并促进HMGCR（3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶）表达，进而增强细胞内胆固醇的合成。这种胆固醇的增加激活了SHH（Sonic Hedgehog）信号通路中的GLI1（Glioma-associated oncogene homolog 1），最终导致HCC细胞对索拉非尼产生耐药性。通过基因敲除或使用FAK抑制剂（如defactinib）进行药物干预，可以有效抑制FAK信号通路的激活，从而逆转耐药性。此外，研究还发现，另一种针对RAF的多激酶抑制剂regorafenib同样会引发类似的适应性FAK-胆固醇反应，表明这一机制可能在多种RAF抑制剂中普遍存在。

在研究过程中，团队首先利用临床数据进行了初步分析，发现索拉非尼耐药患者的FAK信号通路显著激活。进一步的体外实验验证了这一发现，表明索拉非尼会通过抑制Raf/MEK/ERK通路，导致RhoE表达下降，从而促进RhoA/ROCK通路的激活，最终引发FAK的磷酸化。同时，研究团队还发现，FAK的激活通过AKT信号通路促进HMGCR的表达，从而增强胆固醇的合成，最终导致GLI1的上调，形成耐药机制。在实验中，使用FAK抑制剂defactinib与索拉非尼联合治疗时，显著抑制了HCC细胞的生长和存活，这种协同效应在HCC类器官模型和动物实验中也得到了验证。此外，通过生物信息学分析，团队还发现与胆固醇合成相关的基因表达特征在索拉非尼治疗的HCC患者中与较差的预后显著相关，这提示该基因特征可能作为预测耐药性的生物标志物，为个性化治疗策略的制定提供参考。

研究结果表明，索拉非尼治疗HCC细胞会通过一系列信号通路的激活，导致耐药性的形成。首先，索拉非尼抑制Raf/MEK/ERK通路，从而降低RhoE的表达。RhoE在正常情况下会抑制ROCK的激活，而其表达下降则允许RhoA/ROK通路的激活，进而促进FAK的磷酸化。磷酸化的FAK通过AKT信号通路促进HMGCR的表达，增强细胞内胆固醇的合成，最终激活SHH通路中的GLI1，导致耐药性。这一发现不仅揭示了索拉非尼耐药的分子机制，还为通过靶向FAK信号通路来克服耐药性提供了理论支持。同时，研究团队还发现，使用FAK抑制剂defactinib与索拉非尼联合治疗可以有效抑制FAK信号通路的激活，降低胆固醇的合成，并恢复索拉非尼的治疗效果。这表明，针对FAK的抑制可能是一种有效的策略，以增强索拉非尼在HCC中的治疗效果。

在体内实验中，团队使用Huh7细胞建立的异种移植模型，评估了索拉非尼与defactinib联合治疗的抗肿瘤效果。结果显示，联合治疗组的肿瘤体积显著小于单药治疗组，且肿瘤重量明显减轻。Ki67染色显示联合治疗组的肿瘤细胞增殖指数显著降低，表明联合治疗有效抑制了肿瘤的生长和进展。此外，联合治疗组的动物体重、血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平与单药治疗组无显著差异，表明这种治疗方案在提高疗效的同时，不会带来明显的毒性反应。这些结果进一步支持了FAK抑制剂与索拉非尼联合治疗在HCC中的潜力。

为了进一步验证胆固醇在耐药中的作用，研究团队还进行了类器官模型的实验。结果表明，索拉非尼与defactinib的联合治疗显著抑制了HCC类器官的生长，细胞活力分析也显示了这种协同效应。同时，通过补充外源性胆固醇，可以逆转索拉非尼与defactinib联合治疗对HCC细胞的抑制作用，这进一步证明了胆固醇在耐药机制中的重要性。此外，研究团队还通过生物信息学分析，开发了一个基于胆固醇合成的基因特征，该特征能够预测HCC患者对索拉非尼的耐药情况，并可能用于指导个体化治疗策略的制定。

这项研究的发现具有重要的临床意义。首先，它揭示了索拉非尼耐药的分子机制，即通过RhoE的下调，激活RhoA/ROCK信号通路，进而促进FAK的磷酸化和胆固醇的合成，最终导致GLI1的上调和耐药性的形成。其次，研究团队发现，通过抑制FAK信号通路，可以有效逆转耐药性，提高索拉非尼的治疗效果。这一发现为HCC患者提供了一种新的治疗策略，即通过联合使用FAK抑制剂来克服耐药性。此外，基于胆固醇合成的基因特征可能成为预测耐药性的生物标志物，为HCC的个体化治疗提供新的方向。

在实验方法上，研究团队采用了多种技术手段，包括Western blot、qRT-PCR、细胞活力实验、类器官模型和体内异种移植模型。通过这些实验，团队验证了FAK信号通路在索拉非尼耐药中的关键作用，并探索了联合治疗的有效性。此外，团队还进行了基因组拷贝数变异分析和差异基因表达分析，以识别与索拉非尼耐药相关的基因和通路。这些方法的综合应用，使得研究结果更加可靠和具有说服力。

总的来说，这项研究为HCC的治疗提供了新的视角，揭示了索拉非尼耐药的分子机制，并提出了通过联合使用FAK抑制剂来克服耐药性的策略。同时，基于胆固醇合成的基因特征可能成为预测耐药性的生物标志物，为HCC的个体化治疗提供了理论依据。这些发现不仅加深了对索拉非尼耐药机制的理解，也为开发新的联合治疗方案奠定了基础，有望为HCC患者带来更有效的治疗选择。