《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》：Sustained Galiellalactone treatment breaks the metastatic resilience of BRAF-inhibitor-resistant melanoma cells
编辑推荐：
STAT3超激活在转移性和治疗抵抗性黑色素瘤中驱动肿瘤发生及免疫逃逸，Galiellalactone作为天然不可逆STAT3抑制剂可有效阻断IL-6和WNT5A信号通路，抑制MCAM/N-cadherin表达，从而抑制敏感及耐药黑色素瘤细胞的转移功能及旁分泌相互作用，为联合疗法提供新方向。
Sujoy Bhowmik | Saumya Ranjan Badajena | Satyajit Laxman Murkute | Dumarapu Bhagyalaxmi | Purusottam Mohapatra
印度阿萨姆邦卡姆鲁普县昌萨里市西拉卡塔穆尔，NIPER古瓦哈提生物技术系，邮编781101
摘要
在转移性和治疗耐药的黑色素瘤中，STAT3的过度激活通过促进肿瘤-基质相互作用来驱动肿瘤发生和免疫治疗抵抗，因此抑制STAT3成为一种关键的治疗策略。有趣的是，由于合成STAT3抑制剂半衰期短、生物利用度低且具有非特异性作用，它们未能进入临床试验。在这里，我们发现天然不可逆的STAT3抑制剂Galiellalactone能够阻断BRAF抑制剂（BRAFi）敏感型黑色素瘤细胞中由IL-6和WNT5A介导的STAT3磷酸化和迁移。Galiellalactone的治疗可长期抑制STAT3，从而阻碍BRAFi敏感型和耐药型黑色素瘤细胞的转移功能以及分泌组介导的旁分泌相互作用，这是通过降低MCAM和N-钙粘蛋白蛋白表达实现的。总之，我们的研究结果表明Galiellalactone是一种潜在的抑制剂，可以阻断耐药黑色素瘤细胞的转移功能，并抑制肿瘤微环境中基质细胞可能引起的STAT3旁分泌激活。
引言
黑色素瘤因其高度转移性而被认为是最具侵袭性的人类恶性肿瘤之一。超过50%的皮肤黑色素瘤病例存在激活型BRAF V600E点突变，这导致MAPK信号通路的持续激活，从而促进细胞增殖和转移。尽管有多种治疗黑色素瘤的方法，但大多数患者很快会对治疗产生耐药性，因此黑色素瘤患者的耐药性是一个主要的治疗挑战。在转移性黑色素瘤中，STAT3信号通过细胞因子和生长因子等非遗传途径促进肿瘤生长和免疫逃逸[1]。由于肿瘤微环境中的自分泌和旁分泌信号，实现STAT3激活的完全和持续抑制仍然是一个重大挑战[2,3]。有趣的是，在获得性耐药黑色素瘤中，STAT3及其相关的IL6和WNT信号水平上调，这可能与患者对常规新辅助化疗和免疫治疗的反应不佳有关[4,5]。我们认为，与单纯抑制IL6或WNT等自分泌/旁分泌信号相比，长期抑制STAT3可能是治疗耐药黑色素瘤患者的更有效策略，尤其是与化疗或免疫检查点抑制剂联合使用时。
在这里，我们使用了一种不太为人所知但非常有效且天然的不可逆STAT3激活抑制剂Galiellalactone（Gal），针对具有STAT3过度激活的BRAF抑制剂耐药黑色素瘤细胞模型，揭示了其抗转移机制作用。Galiellalactone（Gal）是从子囊菌Galiella rufa中分离出的一种真菌代谢物。多项研究表明，Gal是一种非常强效、选择性的半胱氨酸反应性抑制剂，它能直接与STAT3中的半胱氨酸残基共价结合，从而抑制STAT3与DNA的结合[6]。有趣的是，在另一项独立研究中还发现，Galiellalactone通过不可逆地抑制细胞TrxR1活性来阻断STAT3[7]。尽管有关Galiellalactone（Gal）及其类似物的多项研究显示其可以抑制肿瘤发生，但这些研究主要集中在前列腺[8],[9],[10],[11],[12],[13]和乳腺癌[14,15]癌症模型上。然而，这些研究表明Gal可以抑制对癌细胞功能至关重要的多种STAT3调控信号。我们在这项研究中的结果揭示了Gal在抑制BRAF抑制剂敏感型和耐药型黑色素瘤细胞转移功能方面的多种机制作用。
TCGA黑色素瘤患者队列数据分析
TCGA黑色素瘤患者队列数据分析
为了了解黑色素瘤患者中STAT3、IL6和IL6R的基因表达模式，我们首先使用KM-plotter数据库分析平台（
www.kmplotter.com）分析了TCGA黑色素瘤患者队列数据。下载了原始基因芯片数据，并通过区分非肿瘤样本（正常）、原发性肿瘤（或肿瘤）和转移性肿瘤（或转移灶）绘制了新的点图。接下来使用cBioPortal分析平台（
www.cbioportal.com）评估了STAT3和IL6的mRNA表达。
STAT3表达与恶性黑色素瘤的进展相关
由于超过50%的黑色素瘤患者在肿瘤组织中携带BRAF突变，我们想了解BRAF突变与IL6-STAT3信号激活之间的关系，这对于设计新型疗法至关重要。通过对TCGA皮肤黑色素瘤患者队列的在线（cBioportal）数据库分析，我们发现STAT3在正常组织、原发性肿瘤和转移性肿瘤中均有表达（图1A）。有趣的是，我们观察到STAT3 mRNA水平升高
结论
总体而言，我们的研究结果表明，Galiellalactone（Gal）是一种潜在的抗癌剂，可以通过调节MCAM和N-钙粘蛋白来阻断BRAF突变黑色素瘤细胞的IL6和WNT5A介导的STAT3激活和迁移（图3H）。我们相信，未来在具有STAT3过度激活或IL6分泌的黑色素瘤患者中，将Gal或其类似物与免疫疗法联合使用的临床试验可能会增强抗肿瘤反应并改善治疗效果。
CRediT作者贡献声明
Sujoy Bhowmik：验证、方法学、正式分析、数据管理、初稿撰写。
Saumya Ranjan Badajena：验证、方法学、正式分析、数据管理、研究、审稿与编辑。
Satyajit Laxman Murkute：软件开发、研究、数据管理。
Dumarapu Bhagyalaxmi：方法学、研究。
Purusottam Mohapatra：审稿与编辑、初稿撰写、可视化、监督、资源协调、项目管理和资金申请。
致谢
作者感谢印度政府的生物技术部门（授权编号：BT/RLF/Re-entry/30/2018）对Purusottam Mohapatra博士的支持，以完成这项工作。
