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为解决 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌治疗难题,研究人员开展了 CD36 抑制联合 PI3K 抑制剂治疗该疾病的研究。结果发现二者联用可协同增强抗增殖效果。这为开发基于 PI3K 抑制剂的联合治疗方案提供了新思路,有望改善患者预后。
在乳腺癌的治疗领域,HER2 阳性乳腺癌一直是研究的重点对象。大约 20% 的乳腺癌患者属于 HER2 阳性亚型,这类患者面临着高复发、高转移风险以及较差的预后。HER2 靶向疗法,如曲妥珠单抗(trastuzumab)和帕妥珠单抗(pertuzumab)等,虽然显著改善了患者的无进展生存期和总生存期,但癌症复发问题依旧突出,主要原因是 PI3K 信号通路因 PIK3CA 突变和 / 或 PTEN 缺失而激活,导致肿瘤细胞对 HER2 靶向治疗产生耐药性。因此,寻找新的联合治疗方案迫在眉睫。
国立成功大学的研究人员针对这一问题展开研究。他们假设抑制脂肪酸(FA)代谢相关蛋白 SCD-1 或 CD36,可能增强 PI3K 靶向药物的疗效。经过一系列实验研究,最终得出结论:同时抑制 PI3K/AKT/mTOR 信号通路和外源性 FA 摄取,能够协同减少抗 HER2 耐药且 PTEN 缺失的乳腺癌细胞的增殖。这一研究成果发表在《Cancer & Metabolism》上,为 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌患者带来了新的治疗希望,为联合治疗方案的开发提供了重要的理论依据。
研究人员开展研究时用到了多个关键技术方法。在细胞实验方面,采用细胞培养技术,培养了 MDA-MB-231、SK-BR-3 和 HCC1569 等乳腺癌细胞系;运用抑制剂处理技术,用 alpelisib、inavolisib、A939572 和 SSO 等抑制剂处理细胞;利用细胞增殖检测技术,通过 WST-1 试剂检测细胞增殖情况;还使用蛋白质免疫印迹(Western blotting)技术,检测相关蛋白的表达水平。在数据分析方面,运用组合指数(CI)评估药物联合治疗的效果,通过统计分析确定实验结果的显著性。
研究结果具体如下:
- HER2 阳性乳腺癌中 SCD-1 和 CD36 的双重激活:通过对不同乳腺癌细胞系的研究发现,HER2 阳性的 SK-BR-3 和 HCC1569 细胞相较于 HER2 阴性的 MDA-MB-231 细胞,表达更多的 SREBP、SCD-1 和 CD36,且在 PTEN 缺失导致 PI3K/AKT/mTOR 通路持续激活的 HCC1569 细胞中,这种上调更为明显。这表明 HER2 阳性乳腺癌细胞中,PI3K/AKT/mTOR 激活可能上调从头脂肪生成和外源性 FA 摄取。
- PI3K 抑制剂对 HER2 阳性乳腺癌细胞中 SCD-1 和 CD36 表达的影响:PI3K 抑制剂 alpelisib 和 inavolisib 能够降低 HER2 阳性乳腺癌细胞系的增殖,其中 SK-BR-3 细胞对这两种抑制剂更为敏感。同时,抑制剂阻断 PI3K/AKT/mTOR 信号通路后,SK-BR-3 和 HCC1569 细胞中从头脂肪生成相关的 SCD-1 蛋白显著减少,SREBP1 蛋白在 SK-BR-3 细胞中也下降;而在 HCC1569 细胞中,PI3K 抑制剂上调了 CD36 的表达。这说明 PI3K/AKT/mTOR 信号在调控 HER2 阳性乳腺癌细胞的从头脂肪生成中起重要作用,且 PI3K 抑制剂可通过抑制 SCD-1 表达减少单不饱和脂肪酸(MUFAs)的产生。
- SCD-1 与 PI3K 抑制剂联合治疗对 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌的影响:使用 SCD-1 抑制剂(A939572)处理 HCC1569 细胞,虽能剂量依赖性地抑制细胞增殖,但与 alpelisib 或 inavolisib 联合使用时,对细胞增殖的抑制效果仅呈现有限的相加作用。并且,单独使用 A939572 或与 PI3K 抑制剂联合使用时,SCD-1 蛋白表达均显著增加。这表明在 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌中,SCD-1 抑制与 PI3K 抑制联合治疗的效果不佳。
- 血清耗尽对 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌细胞的影响:当 HCC1569 细胞在无血清培养基(SFM)中培养时,细胞增殖明显受到抑制,细胞倍增时间延长,且添加 1% 血清后细胞形态和增殖部分恢复。同时,与含 10% 胎牛血清(FBS)的培养基相比,在含 1% FBS 的 SFM 中培养的细胞,SCD-1 和 CD36 表达显著上调。这说明阻断外源性脂质摄取可抑制细胞增殖,且 CD36 表达上调可能是血清减少的反馈反应,HCC1569 细胞的增殖可能依赖于表面 CD36 转运的外源性 FA。
- CD36 与 PI3K 抑制剂联合治疗对 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌的影响:CD36 抑制剂(SSO)处理 HCC1569 细胞可使细胞数量减少,与 alpelisib 或 inavolisib 联合使用时,能显著增强对细胞增殖的抑制作用,且联合治疗呈现协同效应。此外,联合治疗还可降低 SCD-1 的表达。在 PIK3CA 突变的 HCC1954 细胞和 PTEN 完整的 SK-BR-3 细胞中,SSO 与 PI3K 抑制剂联合治疗的增效作用不明显。这表明联合抑制 PI3K 和 FA 摄取在 HER2 阳性且 PTEN 缺失的乳腺癌中具有更明显的协同作用。同时,研究还发现 PI3K 和 CD36 途径相互作用调节细胞内 FA 的可用性,CD36 抑制可能主导调节作用,抑制 CD36 可减少细胞 FA 摄取和线粒体 β - 氧化,限制能量产生,增强 PI3K 抑制的抗增殖效果。
研究结论和讨论部分指出,脂质代谢相关蛋白是癌症治疗的潜在靶点。SCD-1 抑制剂在其他癌症的临床前试验中已有应用,但在本研究中,其与 PI3K 抑制剂联合治疗 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌效果不佳。而 CD36 在乳腺癌的外源性 FA 摄取中起重要作用,高表达的 CD36 与不良预后相关,抑制 CD36 可减少 HCC1569 细胞增殖,增强 PI3K 抑制剂的疗效。此外,联合 PI3K 和 CD36 抑制剂可能通过减少外源性 FA 和葡萄糖资源,限制肿瘤生长的能量供应。目前,已有新一代 CD36 靶向药物进入后期临床试验,本研究为基于 PI3K 抑制剂和 CD36 靶向药物的联合治疗方案提供了理论基础,有望在未来的临床试验中得到验证和应用,为 PTEN 缺失的抗 HER2 耐药乳腺癌患者带来新的治疗选择,改善患者的预后 。