CDC6与Tmod3互斥通过黏着斑组装加速紫杉醇耐药的新机制与治疗策略

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Interaction between CDC6 and Tmod3 accelerates resistance to paclitaxel through focal adhesion assembly

本研究针对紫杉醇(PTX)临床耐药难题，通过全基因组CRISPR/Cas9筛选发现DNA复制许可因子CDC6是细胞黏附介导耐药的关键调控因子。研究人员揭示CDC6与肌动蛋白结合蛋白Tmod3直接相互作用，通过稳定CDC6蛋白、重塑肌动蛋白细胞骨架并促进黏着斑组装驱动耐药。联合靶向肌动蛋白丝抑制剂（如Blebbistatin）可显著增强PTX疗效，为克服化疗耐药提供了新靶点与联合治疗策略。

　　

紫杉醇(Paclitaxel, PTX)作为微管稳定剂，广泛用于肺癌、乳腺癌、卵巢癌等多种恶性肿瘤的化疗。然而，其临床疗效常因患者产生获得性耐药而受限，尤其是耐药持久细胞(drug-tolerant persister cells)的出现成为治疗失败的主要原因。传统耐药机制研究多集中于ATP结合 cassette (ABC)转运蛋白过表达导致的药物外排、凋亡通路异常或微管动力学改变，但近年来发现细胞黏附在耐药中扮演关键角色，其具体分子通路却尚未明确。

为系统性解析紫杉醇耐药的调控网络，山东大学刘玥团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表研究，通过全基因组CRISPR/Cas9敲除筛选，发现细胞分裂周期蛋白6 (CDC6)是黏附介导耐药的核心基因。CDC6作为DNA复制起始许可因子，其功能独立于经典耐药基因（如TUBB3、ABCB1）。研究进一步揭示CDC6与肌动蛋白调控蛋白Tmod3在胞质直接互作，通过增强CDC6稳定性、促进肌动蛋白应力纤维形成和黏着斑(focal adhesion, FA)组装，驱动耐药表型。联合使用肌动蛋白抑制剂（如Blebbistatin）可显著逆转耐药，为提升紫杉疗效提供了新思路。

关键技术方法

研究利用紫杉醇耐药A549细胞株(A549/PTX)，通过全基因组CRISPR/Cas9筛选鉴定耐药相关基因；采用免疫共沉淀(Co-IP)与质谱分析鉴定CDC6互作蛋白；通过体内外模型（包括裸鼠移植瘤）验证基因功能与药物联用疗效；使用免疫荧光、活细胞成像等技术分析细胞骨架动态、有丝分裂异常及黏着斑组装；结合生物信息学数据库（如DepMap、GEPIA）分析基因表达与临床预后相关性。

研究结果

CRISPR筛选鉴定CDC6为紫杉醇耐药关键调控因子

通过全基因组CRISPR/Cas9筛选，研究人员发现sgRNA靶向CDC6的富集程度在紫杉醇处理后显著下降，提示CDC6缺失可增强PTX敏感性。功能验证表明，CDC6敲除显著提高A549/PTX细胞对PTX的凋亡应答，并抑制细胞迁移与黏附能力。

CDC6缺失通过诱导多极分裂增强紫杉醇疗效

CDC6敲除导致中心体异常复制与多极纺锤体形成，加剧染色体不稳定性。同时，CDC6缺失抑制CDK1磷酸化并上调Cyclin B，阻碍耐药细胞提前退出有丝分裂，从而增强PTX诱导的细胞死亡。

Tmod3与CDC6互作并协同调控耐药

Co-IP与双分子荧光互补(BiFC)实验证实CDC6与Tmod3直接结合。Tmod3在肺癌组织中高表达且与不良预后相关，其敲除可显著增强PTX敏感性。值得注意的是，Tmod3与Tmod1存在功能互补，双敲除导致肌动蛋白纤维完全解体。

CDC6-Tmod3轴通过肌动蛋白重塑驱动黏着斑组装

耐药细胞表现出增强的应力纤维与核YAP定位。CDC6或Tmod3/Tmod1双敲除破坏肌动蛋白骨架，并抑制黏着斑蛋白Paxillin表达。机制上，Tmod3通过蛋白酶体途径稳定CDC6蛋白，而肌动蛋白抑制剂（Blebbistatin、Cytochalasin D）可下调CDC6并协同增强PTX疗效。

靶向肌动蛋白联合治疗逆转体内耐药

在A549/PTX移植瘤模型中，PTX与Blebbistatin联用显著抑制肿瘤生长，且未增加毒性。免疫组化证实联合治疗下调CDC6与Paxillin表达，验证了靶向细胞骨架-黏附轴的治疗潜力。

结论与意义

本研究首次揭示CDC6-Tmod3互作通过调控细胞骨架-黏附轴驱动紫杉醇耐药的非经典通路，突破了传统耐药机制的认知局限。发现CDC6在染色体稳定性、有丝分裂退出及黏着斑动态中的多重功能，为理解化疗耐药提供了整合性视角。临床前数据表明，靶向CDC6（如Norcantharidin）或肌动蛋白动力学可有效增敏PTX，为联合治疗策略开发奠定基础。未来需进一步解析Tmod家族在CDC6调控中的精细机制，并探索该通路在多种癌症耐药中的普适性。