HSP90抑制剂Ganetespib通过多效性应激反应介导神经内分泌肿瘤细胞的放射增敏作用

《EJNMMI Research》：Radiosensitization of NET cells by HSP90 inhibitor ganetespib is mediated through pleiotropic stress responses

本研究针对肽受体放射性核素治疗(PRRT)对神经内分泌肿瘤(NETs)疗效有限的问题，探讨了热休克蛋白90(HSP90)抑制剂Ganetespib的放射增敏机制。研究人员通过体外实验发现Ganetespib能显著增强NET细胞对PRRT和外照射放疗(EBRT)的敏感性，并证实该作用主要通过诱导多效性应激反应而非直接干扰DNA损伤修复实现。该研究为优化PRRT联合治疗方案提供了重要理论依据。

　　

神经内分泌肿瘤(NETs)是一类起源于神经内分泌细胞的异质性肿瘤，其中过度表达生长抑素受体2(SSTR2)的转移性NETs患者常采用肽受体放射性核素治疗(PRRT)。这种创新疗法利用¹⁷⁷Lu标记的[DOTA-Tyr³]奥曲肽(¹⁷⁷Lu-DOTA-TATE)特异性靶向肿瘤细胞，通过放射性核素衰变引发DNA损伤，特别是双链断裂(DSBs)，从而达到治疗目的。虽然PRRT能改善患者生存质量和生存期，但完全缓解率仍然较低，且受到剂量限制性毒性的制约。

为提高PRRT疗效，研究人员将目光投向放射增敏剂的应用。热休克蛋白90(HSP90)作为一种重要的分子伴侣，通过调控上百种客户蛋白的折叠和稳定性，在细胞应激适应和生存中发挥核心作用。值得注意的是，HSP90在多种癌症包括NETs中过度表达，使其成为理想的放射增敏靶点。尽管前期研究表明HSP90抑制剂能增强PRRT效果，但其具体作用机制尚不明确，特别是在PRRT与常规外照射放疗(EBRT)存在辐射动力学差异的背景下，阐明其作用机制对优化联合治疗策略至关重要。

本研究由Erasmus MC癌症研究所的Pleun A.M. Engbers等研究人员开展，系统探讨了HSP90抑制剂Ganetespib在NET细胞中的放射增敏机制。研究通过体外实验证实，Ganetespib能有效激活热休克反应(HSR)，显著增强NET细胞对PRRT和EBRT的敏感性。令人意外的是，这种增敏作用并非主要通过干扰DNA损伤修复实现，而是由HSP90功能丧失引发的多效性应激反应所介导。

在技术方法层面，研究采用GOT1和BON1-SSTR2两种NET细胞模型，通过细胞活力测定和细胞死亡检测评估联合治疗效果。利用免疫荧光染色定量53BP1和RAD51焦点分析DNA损伤修复功能，通过末端连接实验评估经典非同源末端连接(c-NHEJ)效率。同时采用RNA测序技术进行转录组分析，结合基因集富集分析(GSEA)揭示信号通路变化。

Ganetespib激活热休克反应并增敏NET细胞

研究首先证实Ganetespib能有效抑制HSP90功能，表现为HSP70蛋白水平的剂量和时间依赖性升高。细胞活力实验显示，Ganetespib以浓度依赖方式显著增强NET细胞对PRRT和EBRT的敏感性，其中GOT1细胞的增敏效果尤为明显。细胞死亡检测进一步验证了这一发现，联合治疗组活细胞比例显著降低，表明放射增敏作用确实源于细胞死亡诱导。

Ganetespib对辐射诱导DSB持续性的影响有限

为探究放射增敏机制是否与DNA损伤修复抑制相关，研究人员定量分析了53BP1焦点形成。结果显示，尽管EBRT和PRRT均能诱导DSB形成，但Ganetespib处理并未显著增加53BP1焦点数量或延长其持续性。这一发现提示，HSP90抑制剂的放射增敏作用可能并非主要通过干扰整体DSB修复过程实现。

HSP90抑制通过减少辐射诱导RAD51焦点形成损害同源重组

进一步研究聚焦于特异性DNA修复通路。在复制细胞中，Ganetespib处理导致辐射诱导的RAD51焦点形成显著减少，表明同源重组(HR)修复受到抑制。然而，末端连接实验显示，Ganetespib处理并未引起c-NHEJ向微同源介导末端连接(MMEJ)的转换，说明其对c-NHEJ通路影响有限。这些结果共同表明，虽然HR功能受损，但整体DSB修复能力未受实质性影响。

转录组分析显示HSP90抑制激活热休克反应

为探索DSB修复非依赖性机制，研究人员对GOT1细胞进行转录组分析。差异表达基因(DEGs)分析显示，联合治疗主要引发HSP90功能相关通路的富集，如蛋白质折叠和热应激反应。基因集富集分析(GSEA)进一步证实，这些变化与HSP90抑制剂单药治疗的效果一致，表明联合治疗的转录组响应是附加性而非协同性的。值得注意的是，这种转录响应在24小时时最为明显，到72小时时显著减弱，反映了HSP90主要作用于蛋白质水平的特点。

讨论与结论

本研究深入探讨了HSP90抑制剂Ganetespib增强NET细胞对PRRT敏感性的分子机制。与传统认知不同，研究发现其放射增敏作用并非主要源于DNA损伤修复途径的直接抑制，而是由HSP90功能丧失引发的多效性应激反应所介导。

从机制层面看，HSP90作为细胞应激管理的核心调控因子，其抑制会同时影响多个与放射抗性相关的信号通路。包括细胞周期调控蛋白如CDK4和CDK1的稳定性丧失，导致细胞阻滞在辐射敏感的G2/M期；PI3K/Akt和MAPK/ERK等生存信号通路的关键组分降解，削弱细胞应对辐射应激的能力；以及ATR等DNA损伤应答蛋白的功能受损。这种多靶点作用模式最终导致肿瘤细胞对辐射的敏感性显著提升。

研究的创新性在于首次系统比较了HSP90抑制剂在PRRT和EBRT背景下的作用机制异同，揭示了PRRT联合治疗中HSP90抑制的独特作用模式。尤为重要的是，研究发现HR功能抑制并未显著影响整体DSB修复效率，这可能是由于NET细胞中c-NHEJ等其他修复途径的补偿作用，或者HR在特定辐射条件下的贡献相对有限。

这些发现对临床实践具有重要指导意义。首先，研究为HSP90抑制剂与PRRT的联合应用提供了坚实的理论基础，支持其在NET治疗中的进一步开发。其次，研究提示HSP90抑制剂的放射增敏作用可能具有广谱性，为其他肿瘤类型的联合治疗策略提供了参考。最后，对作用机制的深入理解有助于优化联合治疗方案，如给药时机和剂量调整，以最大化治疗效果同时最小化毒性。

该研究发表于《EJNMMI Research》期刊，为放射治疗领域提供了重要的机制见解，也为未来临床转化研究奠定了坚实基础。随着对HSP90抑制剂作用机制的进一步阐明，这种联合策略有望为NET患者提供更有效的治疗选择。