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胰腺癌（PDAC）是致命恶性肿瘤，现有治疗效果不佳。研究人员开展了以 TOPBP1 为潜在预测生物标志物，探究其对奥拉帕利与 AZD6738 联合治疗 PDAC 疗效影响的研究。结果发现 TOPBP1 高表达与 PDAC 不良预后相关，可作为预测联合治疗疗效的指标，为 PDAC 治疗提供新方向。
胰腺癌，这个被称为 “癌中之王” 的恶性肿瘤，近年来发病率不断攀升，预计到 2030 年将成为癌症相关死亡的第二大原因。目前，胰腺癌的治疗面临诸多困境，以根治性切除为主的治疗手段往往效果不佳，联合化疗虽能延长患者 2 - 6 个月的生存期，但中位生存期仅 8.5 - 11.1 个月 。因此，开发新的联合治疗方案和靶向治疗药物迫在眉睫。
为了攻克这一难题，上海交通大学医学院附属瑞金医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于 DNA 损伤反应（DDR）通路，因为该通路在胰腺癌发展过程中频繁改变，导致 DNA 损伤增加。而 DNA 拓扑异构酶 II 结合蛋白 1（TOPBP1）在调节 DDR 通路中发挥重要作用，其过表达与多种癌症的发生有关。研究人员想探究 TOPBP1 在胰腺癌发病机制中的生物学作用，以及它在指导治疗方案方面的临床意义。最终，他们的研究成果发表在《Cell & Bioscience》杂志上。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：细胞系实验，使用了多种胰腺癌细胞系和原代细胞系；构建 TOPBP1 敲低细胞，通过 shRNA 技术实现；细胞活力检测，采用 CCK8 试剂盒；分子生物学实验，包括 RT - qPCR 和 Western blot 技术检测基因和蛋白表达；还进行了生物信息学分析，利用多种数据库挖掘数据；构建皮下异种移植小鼠模型，评估药物疗效；通过免疫组化（IHC）检测临床样本中 TOPBP1 的表达。
下面来看具体的研究结果：
- TOPBP1 表达与患者预后的关系：通过分析 TCGA 和 GEO 数据集以及临床样本，研究人员发现 TOPBP1 高表达与患者总体生存率差、病理分期晚和原发性治疗效果差显著相关。在胰腺癌组织中，TOPBP1 主要定位于胰腺导管肿瘤细胞，且其表达水平在癌细胞系中高于正常胰腺细胞系。这表明 TOPBP1 与胰腺癌的进展密切相关，可能是一个潜在的预测生物标志物。
- TOPBP1 与 DDR 通路的相关性：通过 STRING Interaction Network 和对 TCGA、GEO 数据集的分析，发现 TOPBP1 与 DDR 通路的关键调节因子（如 ATR 和 ATM）存在密切相互作用关系。在癌细胞系中，TOPBP1 蛋白丰度的变化与 p - ATR、p - CHK1 呈正相关。这证实了 TOPBP1 与 DDR 通路以及 ATR、ATM 通路之间存在紧密联系。
- TOPBP1 敲低对 DDR 通路的影响：研究人员构建了 TOPBP1 稳定敲低的细胞系，发现 TOPBP1 敲低会抑制 ATR 通路，增加 ATM 通路的负担，并引发不同的 DDR 反应。在高 TOPBP1 表达的 Patu8988 细胞中，TOPBP1 敲低后与 DDR 相关的 TP53 活性和错配修复等通路发生变化；低 TOPBP1 表达的 BXPC3 细胞则在 TP53 活性、错配修复和同源重组等通路出现改变。这说明不同水平的 TOPBP1 可能影响 ATM 和 ATR 通路的负担，进而影响 DDR 反应。
- TOPBP1 在 PARP 抑制剂敏感性中的作用：分析 GEO 数据库发现，BRCA1 非突变且 PARP 敏感的肿瘤样本中，TOPBP1 和 ATR 显著过表达。对胰腺癌细胞系的研究表明，高 TOPBP1 表达的细胞对奥拉帕利（PARP 抑制剂）更敏感。低剂量奥拉帕利处理后，高 TOPBP1 表达的 Patu8988 细胞中 ATM 显著上调，p - ATM 和 p - CHK2 表达增加，说明奥拉帕利可增强高 TOPBP1 表达细胞中 ATM 通路的激活，增加其负担，使细胞对奥拉帕利更敏感。
- TOPBP1 敲低增强奥拉帕利的抑制作用：在 TOPBP1 敲低的胰腺癌细胞系中，奥拉帕利对细胞增殖的抑制作用增强，IC50值降低。同时，TOPBP1 敲低联合奥拉帕利处理会导致细胞周期停滞在 G0/G1 期，细胞凋亡增加，且 P53 信号通路在高 TOPBP1 表达的 Patu8988 细胞中被激活。这表明降低 TOPBP1 表达可增强奥拉帕利对胰腺癌细胞的抑制作用。
- TOPBP1 对动物模型的影响：在皮下异种移植小鼠模型中，敲低 TOPBP1 后，奥拉帕利能显著抑制胰腺癌肿瘤生长，Ki67 阳性染色减少，且小鼠体重下降在可接受范围内。这进一步证实了 TOPBP1 敲低可使动物模型对奥拉帕利更敏感，有效抑制肿瘤生长。
- TOPBP1 预测联合治疗疗效：研究发现高 TOPBP1 表达的胰腺癌细胞对奥拉帕利和 AZD6738（ATR 激酶抑制剂）联合治疗更敏感，联合治疗可抑制 ATR 通路，加重 ATM 通路负担，诱导 P53 介导的细胞凋亡。在原发性胰腺癌细胞中，高 TOPBP1 表达的 PC37 细胞对联合治疗的敏感性更高。这说明 TOPBP1 基线水平可作为预测联合治疗敏感性的指标，为临床治疗提供参考。
研究结论和讨论部分指出，本研究系统分析了 TOPBP1、ATR 和 ATM 通路在胰腺癌中的基线表达水平，证实了 TOPBP1 在胰腺癌中的重要作用。TOPBP1 在 DDR 通路中起关键作用，敲低 TOPBP1 可抑制 ATR 通路，增加 ATM 通路负担，导致 DNA 损伤积累，可能诱导同源重组缺陷（HRDness）。同时，高 TOPBP1 水平与 ATR 抑制剂或 TOPBP1 敲低联合，可使细胞对奥拉帕利敏感，联合奥拉帕利和 AZD6738 能显著降低肿瘤细胞活力，诱导细胞凋亡。此外，研究还发现 TP53 参与了癌细胞对联合治疗的反应，但 TOPBP1 与 TP53 的复杂关系还需进一步深入研究。
综上所述，本研究意义重大。它为胰腺癌的治疗提供了新的潜在预测标志物 TOPBP1，有助于优化奥拉帕利和 AZD6738 联合治疗方案，提高治疗效果，使更多胰腺癌患者受益。同时，也为后续深入研究 DDR 通路在胰腺癌中的作用以及开发新的治疗策略奠定了基础，有望推动胰腺癌精准治疗领域的进一步发展。
