探索胰腺癌耐药机制：ACOT8 的关键作用与联合治疗新希望

　　

近日，来自复旦大学附属肿瘤医院胰腺外科等多个单位的研究人员在《Acta Pharmacologica Sinica》期刊上发表了题为 “Acyl-CoA thioesterase 8 induces gemcitabine resistance via regulation of lipid metabolism and antiferroptotic activity in pancreatic ductal adenocarcinoma” 的论文。这一研究成果在胰腺癌治疗领域意义重大，为攻克胰腺癌吉西他滨（gemcitabine，GEM）耐药难题提供了新的方向和潜在治疗方案。

胰腺癌，尤其是胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC），是一种恶性程度极高的肿瘤。在美国，它是癌症相关死亡的前十大原因之一，预计到 2030 年将跃居第二。在中国，PDAC 患者数量也在不断增加，然而手术切除作为主要治疗手段，仅不到 20% 的患者符合手术条件。目前，化疗是重要的治疗方式，吉西他滨是晚期 PDAC 临床治疗的一线化疗药物，但患者在接受治疗几周后常出现耐药性，导致预后不佳。因此，寻找治疗吉西他滨耐药 PDAC 患者的有效药物迫在眉睫。

肿瘤的发生发展往往伴随着代谢重编程（cancer - associated metabolic reprogramming），这涉及细胞内外代谢物的一系列变化，包括糖酵解、脂肪酸代谢等多个方面，对肿瘤的维持和发展起着关键作用。其中，乙酰辅酶 A（acetyl - CoA）作为重要的中间代谢产物，其水平的稳态对细胞生长、转录等多种过程至关重要。酰基辅酶 A 硫酯酶（acyl - CoA thioesterase，ACOT）家族参与乙酰辅酶 A 的代谢，而 ACOT8 在过氧化物酶体功能和哺乳动物脂质代谢中发挥着重要作用，此前研究发现它在肺癌和肝癌的发展中也有促进作用，还与泌尿系统肿瘤的细胞铁死亡（ferroptosis）密切相关。不过，ACOT8 在 PDAC 发展和吉西他滨耐药中的作用却鲜为人知。铁死亡是一种铁依赖的新型细胞死亡方式，其特征为脂质过氧化，与肿瘤进展和代谢密切相关，诱导铁死亡有望克服肿瘤的化疗耐药性。在这样的背景下，研究人员开展了此次研究，旨在探究 ACOT8 在 PDAC 中的作用及机制，为治疗吉西他滨耐药的 PDAC 患者寻找新的靶点和联合治疗方案。

在这项研究中，研究人员运用了多种先进的技术方法。在细胞实验方面，使用了 CCK - 8、集落形成和实验来评估细胞增殖能力；通过蛋白质免疫印迹（Western blotting，WB）检测相关蛋白的表达水平；采用实时荧光定量聚合酶链式反应（RT - PCR）分析基因的表达情况；运用流式细胞术（FACS methodology）检测脂质过氧化和活性氧（ROS）水平；利用丙二醛（MDA）检测试剂盒测定细胞内 MDA 含量。在临床研究中，收集 PDAC 患者的组织样本，构建组织芯片（TMA）并进行免疫组化（IHC）染色，评估 ACOT8 的表达与患者临床特征的关系。同时，对患者的肿瘤组织和细胞系进行转录组测序，分析基因表达差异和相关信号通路。此外，还进行了非靶向脂质代谢组测序，探究 ACOT8 对脂质代谢的影响。在动物实验方面，构建小鼠皮下肿瘤模型，观察肿瘤的生长情况。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. ACOT8 在吉西他滨耐药患者中高表达且与不良预后相关：研究人员将接受新辅助治疗后血清 CA199 水平下降 > 70% 且靶病灶直径减小 > 30% 的患者归为敏感组，将血清 CA199 水平下降 < 20% 且靶病灶直径减小 < 20% 的患者归为耐药组。对两组患者的 PDAC 组织进行转录组测序分析发现，耐药组和敏感组在脂质代谢和乙酰辅酶 A 代谢方面存在显著差异，ACOT8 在耐药组中显著高表达，而其他 ACOT 家族成员无明显差异表达。进一步分析发现，ACOT8 在 PDAC 上皮和恶性细胞中富集，在癌症组织中的表达水平明显高于癌旁组织。通过对患者组织样本的免疫组化染色和评分分析，证实肿瘤组织中 ACOT8 表达更高，且其表达水平与肿瘤分化程度相关，低分化组的染色评分显著增加。生存分析显示，ACOT8 高表达的患者预后较差。这表明 ACOT8 的表达与癌症分级、耐药性和患者预后密切相关，具有潜在的诊断和治疗价值。

2. ACOT8 调控 PDAC 发展：研究人员在多种 PDAC 细胞系中检测了 ACOT8 的表达水平，并选取 AsPC - 1、MIA PaCa - 2 和 PANC - 1 细胞系构建 ACOT8 敲低和过表达模型。免疫荧光图像证实了不同模型中 ACOT8 表达的差异。通过细胞增殖、集落形成、Transwell 和划痕实验发现，ACOT8 的表达水平与癌细胞的增殖和迁移能力呈正相关。在小鼠皮下成瘤实验中，ACOT8 过表达组的肿瘤直径明显更大。这说明 ACOT8 能够显著促进癌细胞的功能，降低 ACOT8 的表达可以有效抑制癌细胞在体内外的生长。

3. ACOT8 促进 PDAC 对吉西他滨的耐药性：低剂量的吉西他滨处理细胞后，ACOT8 的表达呈剂量依赖性增加。在类器官和细胞模型中，敲低 ACOT8 后，不同患者来源的 PDAC 类器官，尤其是患者 3 来源的类器官，对吉西他滨的敏感性显著增加；ACOT8 敲低的细胞在接受 200 nM 和 30 nM 吉西他滨处理时，增殖抑制程度明显增大，细胞形态也发生改变。相反，AsPC - 1 细胞中 ACOT8 过表达时，集落形成实验中形成的克隆簇更多，且 ACOT8 敲低组的吉西他滨值显著低于对照组。这些结果表明 ACOT8 与吉西他滨耐药密切相关，能够有效调节细胞和类器官模型对吉西他滨的耐受性。

4. ACOT8 调节铁死亡途径并抑制 PDAC 细胞铁死亡：对 ACOT8 过表达和敲低的 PDAC 细胞进行转录组测序，发现 ACOT8 和 SLC7A11 是共同的差异表达基因，其中 SLC7A11 的上调可能抑制细胞铁死亡。KEGG 通路富集分析显示差异表达基因涉及铁死亡途径，进一步分析发现促铁死亡基因的表达与 ACOT8 表达呈负相关，而抑铁死亡基因的表达与 ACOT8 表达呈正相关。通过 C11 - BODIPY 实验、流式细胞术和共聚焦显微镜观察发现，ACOT8 敲低细胞中代表脂质过氧化水平的荧光强度显著增加，绿色荧光强度也增强，同时细胞内 ROS 和 MDA 水平显著升高。这些结果表明 ACOT8 的表达与 PDAC 细胞铁死亡呈负相关，其影响铁死亡可能涉及多种机制。

5. 诱导 PDAC 细胞铁死亡可降低由 ACOT8 高表达引起的吉西他滨耐药性：研究人员将吉西他滨与铁死亡诱导剂 erastin 联合处理细胞，实验显示联合处理显著降低了细胞对吉西他滨的耐药性，ACOT8 表达的细胞和类器官模型的生长也受到明显抑制。这表明 ACOT8 的抗铁死亡作用是导致吉西他滨耐药的关键因素。

6. ACOT8 调节胰腺癌铁死亡的机制：蛋白质免疫印迹实验表明，NRF2、SLC3A2、SLC7A11 和 GPX4 等铁死亡相关蛋白的水平与 ACOT8 表达呈正相关，而 KEAP1 表达与 ACOT8 表达呈负相关，免疫组化染色进一步证实了 SLC7A11 和 GPX4 表达的变化。使用 erastin 抑制由 SLC7A11 和 SLC3A2 组成的 Xc 系统后，细胞脂质过氧化和 ROS 水平实验显示 erastin 可逆转 ACOT8 过表达对铁死亡的抑制作用，说明 SLC7A11 在 ACOT8 抗铁死亡机制中起关键作用。非靶向脂质转录组测序发现，ACOT8 敲低后细胞内胆固醇酯（CE）水平显著降低，而磷脂酰乙醇胺（PE）水平有所上升，尤其是与多不饱和脂肪酸（PUFA）结合的 PEs 水平明显增加，如含有 20:4 和 18:2 脂肪酸的 PEs。透射电镜观察发现，ACOT8 敲低组细胞线粒体呈现典型的铁死亡特征，而过氧化物酶体难以识别，且 ACOT8 敲低组过氧化物酶体特异性标记物过氧化氢酶（catalase）的表达显著降低，间接反映了 ACOT8 对过氧化物酶体功能的调节作用。这表明 ACOT8 通过促进抗铁死亡基因表达、调节脂质代谢和促进过氧化物酶体功能来抑制铁死亡，进而发挥促癌作用。

7. 降脂药奥利司他（orlistat）逆转 ACOT8 对铁死亡的抑制作用：奥利司他是一种临床广泛使用的降脂减肥药，能够抑制 ACOT8 的表达并诱导肿瘤细胞铁死亡。研究人员用奥利司他处理 MIA PaCa - 2 和 PANC - 1 细胞后发现，奥利司他抑制了 ACOT8 以及铁死亡抑制基因 SLC7A11 和 GPX4 的表达，逆转了 ACOT8 过表达对集落形成的促进作用。C11 - BODIPY 实验、ROS 实验、透射电镜和类器官实验均表明，奥利司他能够减弱 ACOT8 过表达对铁死亡的抑制作用，还能逆转 ACOT8 对过氧化物酶体功能的促进和对 CE 水平的降低作用。因此，奥利司他可被视为一种潜在的 ACOT8 抑制剂。

8. 奥利司他增强 PDAC 细胞对吉西他滨的敏感性：在细胞、类器官和裸鼠皮下成瘤模型中，研究人员考察了奥利司他联合吉西他滨的作用。结果显示，奥利司他单独使用对 PDAC 的抑制作用较弱，但与吉西他滨联合使用时，显著增强了吉西他滨的抑制效果，实验证实联合用药显著降低了吉西他滨在 PDAC 细胞中的值。在动物实验中，吉西他滨和奥利司他联合处理组的肿瘤直径在 15 天内显著减小，疗效明显优于其他组。这表明奥利司他能够促进吉西他滨对 PDAC 的治疗活性，具有降低吉西他滨耐药性的潜力。

综合研究结论，ACOT8 是 PDAC 吉西他滨耐药的重要分子，其促进吉西他滨耐药的作用与抗铁死亡效应密切相关。研究人员从基因通路、脂质代谢和细胞器功能三个角度探讨了 ACOT8 调节铁死亡的可能机制，发现 ACOT8 通过多种方式抑制铁死亡，进而导致肿瘤细胞对吉西他滨产生耐药性。而奥利司他能够抑制 ACOT8 的表达，逆转其对铁死亡的抑制作用，增强 PDAC 细胞对吉西他滨的敏感性。这一研究成果为 PDAC 的治疗提供了新的靶点和联合治疗方案，为克服吉西他滨耐药性、改善患者预后带来了新的希望。不过，该研究也存在一些局限性，如非靶向脂质组检测技术未检测游离胆固醇含量，ACOT8 酶功能与抗铁死亡作用的关系尚不明确，在其他应激条件下 ACOT8 的作用也有待探索。未来的研究可以针对这些方面深入开展，进一步揭示 ACOT8 在胰腺癌中的作用机制，为胰腺癌的治疗提供更坚实的理论基础和更有效的治疗策略。