编辑推荐:
为解决子宫内膜癌(EC)紫杉醇耐药问题,研究人员开展了 IGF2BP3/SPOP/c-Myc 环路在 EC 紫杉醇耐药中作用的研究。结果发现该环路导致紫杉醇耐药,c-Myc 抑制剂联合紫杉醇可提高疗效,为耐药 EC 患者治疗提供新思路。
在女性生殖系统的众多疾病中,子宫内膜癌(Endometrial cancer,EC)犹如一颗 “定时炸弹”,严重威胁着女性的健康。它是子宫内膜的上皮恶性肿瘤,在发达国家,每年约有 32 万女性被诊断出患有这种疾病,是仅次于宫颈癌的第二大常见妇科恶性肿瘤。目前,EC 的治疗手段多样,包括手术、化疗、放疗、靶向治疗、免疫治疗和内分泌治疗等。其中,紫杉醇联合治疗是 EC 的主要化疗方案,但令人头疼的是,部分患者在治疗过程中会逐渐对紫杉醇产生耐药性,这就像给治疗之路设置了一道难以跨越的屏障,极大地限制了紫杉醇在临床上的广泛应用,使得治疗效果大打折扣,患者的预后也受到严重影响。
在这样的背景下,宁波大学的研究人员勇挑重担,开展了一项旨在揭示子宫内膜癌细胞对紫杉醇耐药潜在机制的研究,并期望能为耐药 EC 患者找到新的治疗策略。他们的研究成果发表在《Communications Biology》上,为该领域带来了新的曙光。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。他们从细胞实验入手,培养了 Ishikawa 细胞、HEC-1-A 细胞等多种细胞系,通过构建 siRNA、shRNA 和质粒进行基因转染,改变细胞内相关基因的表达。利用免疫共沉淀(co-IP)技术探究蛋白之间的相互作用,通过蛋白质免疫印迹法(Western blot,WB)检测蛋白表达水平,采用实时荧光定量聚合酶链反应(qRT-PCR)分析基因的转录水平。此外,还建立了裸鼠异种移植瘤模型,在动物水平研究相关机制。同时,借助生物信息学分析,挖掘公共数据库中的数据,为研究提供了多维度的证据支持。
下面让我们详细看看研究人员的重要发现。
- IGF2BP3 过表达导致 EC 对紫杉醇耐药:研究人员对正常 Ishikawa 细胞和紫杉醇耐药的 Ishikawa 细胞进行 RNA 测序(RNA-seq)分析,筛选出在耐药细胞中高表达的基因,其中胰岛素样生长因子 2 mRNA 结合蛋白 3(Insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 3,IGF2BP3)表现突出。进一步研究发现,过表达 IGF2BP3 会使 EC 细胞对紫杉醇的半数抑制浓度(IC50)升高,而敲除 IGF2BP3 则降低 IC50。在裸鼠异种移植瘤模型中,敲除 IGF2BP3 能抑制肿瘤生长,增强紫杉醇的抑制效果,这表明 IGF2BP3 过表达诱导了 EC 细胞对紫杉醇的耐药性。
- IGF2BP3 促进 c-Myc 靶基因转录:为了探究 IGF2BP3 诱导紫杉醇耐药的机制,研究人员对敲低 IGF2BP3 的 Ishikawa 细胞进行 RNA-seq 分析,发现 c-Myc 靶基因的转录受到显著抑制,但 c-Myc mRNA 表达未改变。通过实验证明 IGF2BP3 不直接结合 c-Myc mRNA,而是在翻译后水平影响 c-Myc。抑制蛋白酶体后,c-Myc 表达不再随 IGF2BP3 水平升高而增加,且 IGF2BP3 过表达会延长 c-Myc 蛋白的半衰期,同时在患者样本中 IGF2BP3 与 c-Myc 呈正相关,说明 IGF2BP3 通过抑制蛋白酶体促进 c-Myc 靶基因转录。
- IGF2BP3 与 SPOP 相互作用抑制 c-Myc 泛素化和降解:研究人员通过富集 IGF2BP3 并进行质谱分析,发现斑点型 POZ 蛋白(Speckle-type POZ protein,SPOP)可能是其潜在相互作用蛋白。经证实,IGF2BP3 能与 SPOP 相互作用且共定位,确定了 IGF2BP3 上与 SPOP 结合的关键位点 SBC3。IGF2BP3 不仅抑制 SPOP 介导的 c-Myc 降解,还抑制其泛素化,随着 IGF2BP3 表达增加,SPOP 与 c-Myc 的结合减少,从而导致 c-Myc 积累。
- IGF2BP3/SPOP/c-Myc 形成正反馈环路:研究发现 SPOP 可介导 IGF2BP3 的降解,但不影响其半衰期。c-Myc 作为转录因子可促进 IGF2BP3 转录,SPOP 则通过降解 c-Myc 下调 IGF2BP3 mRNA 表达。这表明 IGF2BP3 抑制 SPOP 介导的 c-Myc 泛素化和降解,c-Myc 又促进 IGF2BP3 转录,形成了 IGF2BP3/SPOP/c-Myc 正反馈环路。
- IGF2BP3/SPOP/c-Myc 环路促进 EC 增殖、转移和侵袭:通过在 EC 细胞中敲低或过表达相关基因,研究人员发现 IGF2BP3 介导的 EC 细胞增殖、转移和侵袭依赖于 SPOP,且 c-Myc 在其中也起着关键作用。如敲低 IGF2BP3 抑制细胞增殖等,敲低 SPOP 可部分逆转这一抑制作用;过表达 IGF2BP3 增强细胞恶性行为,敲低 c-Myc 或使用 c-Myc 抑制剂 10058-F4 可逆转这些作用,说明该环路促进了 EC 的发展。
- 紫杉醇联合 10058-F4 提高 EC 治疗效果:研究人员通过构建模拟紫杉醇耐药的 EC 细胞模型,发现敲低或抑制 c-Myc 能增强细胞对紫杉醇的敏感性。紫杉醇联合 10058-F4 治疗可显著减小肿瘤体积和重量,且确定了 CCNA2 和 CCT2 可能是 IGF2BP3/SPOP/c-Myc 环路介导紫杉醇耐药的下游指标,这为提高紫杉醇在耐药 EC 患者中的疗效提供了新方向。
综合研究结果和讨论部分,该研究首次揭示了 IGF2BP3/SPOP/c-Myc 环路在子宫内膜癌紫杉醇耐药中的关键作用机制。这一发现意义重大,为理解子宫内膜癌的耐药机制提供了全新视角,也为开发针对紫杉醇耐药 EC 患者的更有效治疗策略奠定了坚实基础。虽然目前 c-Myc 抑制剂 10058-F4 还处于临床前研究阶段,但它为未来的临床治疗指明了方向。未来研究可以进一步探索 IGF2BP3 在其他癌症中的作用,以及该环路与其他紫杉醇类似物的关系,推动癌症治疗领域的不断发展,为更多癌症患者带来希望。