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三阴乳腺癌(TNBC)治疗面临耐药难题。研究人员构建 TNBC 耐药细胞系开展研究,鉴定出 682 个生物标志物候选基因,发现 CHK2、PLK1 和 RAD51 是潜在药物靶点。这为 TNBC 治疗提供新思路,有助于开发新疗法。
三阴乳腺癌(TNBC)是一种棘手的癌症类型,它缺乏雌激素、孕激素和 HER2 受体,约占乳腺癌病例的 15% 。与激素受体或 HER2 阳性的乳腺癌相比,TNBC 患者的预后更差。当前,TNBC 的治疗主要依赖细胞毒性抗癌药物,如铂类药物、蒽环类药物、艾日布林、吉西他滨、紫杉醇和 5 - 氟尿嘧啶等。然而,TNBC 患者在初始治疗时往往对细胞毒性化疗反应良好,但很快就会出现复发和耐药,最终导致治疗失败,这一现象被称为 “TNBC 悖论”。为了改善 TNBC 的治疗效果,迫切需要新的治疗方法,尤其是针对那些对细胞毒性化疗产生获得性耐药的难治性疾病的方法。
在此背景下,国外研究人员开展了一项研究。他们构建了一组新的三阴乳腺癌细胞系,包括 MDA - MB - 468、HCC38 和 HCC1806 及其对顺铂、多柔比星、艾日布林、紫杉醇、吉西他滨或 5 - 氟尿嘧啶适应的亚系。通过对这些细胞系进行全外显子测序,并结合癌症基因组图谱(TCGA)的患者数据,研究人员进行了泛癌分析,鉴定出 682 个生物标志物候选基因。其中,35 个基因被认为是最有前景的候选基因,因为它们在至少两个耐药亚系中存在与耐药相关的变异,并且其表达与 TNBC 患者的生存率相关。此外,研究还发现,耐药亚系对不同药物的敏感性模式复杂且不可预测,但所有耐药亚系对一系列测试化合物仍保持敏感或表现出协同敏感性。在 DNA 损伤反应(DDR)抑制剂中,CHK2 抑制剂 CCT241533、PLK1 抑制剂 SBE13 和 RAD51 重组酶抑制剂 B02 的交叉耐药水平最低,这表明 CHK2、PLK1 和 RAD51 可能是治疗难治性 TNBC 的潜在药物靶点。该研究成果发表在《Cancer Letters》上,为 TNBC 的治疗提供了新的潜在治疗靶点和生物标志物,有助于开发更有效的个性化治疗方案。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。全外显子测序(Whole exome sequencing,WES)用于分析细胞系的基因变异情况;从 TCGA 数据库获取患者数据,进行临床相关性分析;采用细胞生长和活力测定实验,如 MTT 法来检测细胞对药物的敏感性,计算 IC50值(半数抑制浓度,即能使细胞活力降低 50% 的药物浓度)和耐药因子(RF)。
项目细胞系面板
研究人员构建并鉴定了由亲本 TNBC 细胞系 MDA - MB - 468、HCC38、HCC1806 及其对不同药物适应的亚系组成的细胞系面板。耐药亚系通过持续暴露于逐步增加的药物浓度建立,亲本细胞系最初对治疗浓度的相应药物敏感,耐药亚系的相对耐药因子在 5.5 倍(HCC38rPCL2.5)到 5916.7 倍(HCC1806rERI50)之间。
细胞系面板的全外显子测序表征
对细胞系面板进行全外显子测序,发现错义变异最常见,其次是同义变异。研究人员将耐药相关变异分为五类,不同类型变异在各细胞系中的数量有所差异。例如,获得性变异数量在 44(HCC38rDOX40)到 381(HCC38rGEM20)之间,新生变异数量在 31(HCC38rDOX40)到 225(MDA - MB - 468rPCL20)之间。
新生变异的分布分析
研究人员分析了新生变异,发现 81 个基因在至少两个不同亲本细胞系的亚系中存在新生变异,其中 48 个基因已知与癌细胞耐药相关,33 个是新的候选基因。如 MUC6、MUC2 等黏蛋白基因有较多新生变异,且已知黏蛋白基因与癌细胞耐药有关。同时,研究还发现不同耐药亚系间新生变异的重叠较少,同一亲本细胞系的亚系间新生变异重叠程度也有所不同,这表明不存在始终被选择的细胞系亚群。
耐药亚系中变异相关的蛋白质功能
利用基因本体(GO)注释分析与变异相关的蛋白质功能,发现不同耐药亚系中变异的 GO 术语重叠有限,细胞外基质相关的 GO 术语较为常见,这与黏蛋白基因的高变异数有关,但黏蛋白和细胞外基质在 TNBC 细胞获得性耐药中的潜在作用还需进一步研究。
选定变异的潜在临床相关性
结合 TCGA 患者数据,研究人员分析了耐药亚系中相关基因变异的潜在临床相关性。在泛癌分析中,发现 682 个基因的表达与患者生存率相关;在 TNBC 分析中,165 个基因的表达与患者生存率相关。通过对比,确定了 35 个重叠基因,其中 12 个是新发现的可能代表新型耐药生物标志物的基因。不过,对其中 PABPC3 和 CUBN 基因的初步研究表明,它们可能是耐药生物标志物,但不太可能是克服耐药的新药物靶点。
耐药亚系对细胞毒性药物的复杂敏感性模式
检测耐药亚系对细胞毒性药物的敏感性,发现其耐药模式复杂且不可预测。如多柔比星适应的亚系对顺铂的敏感性不同,有的表现出协同敏感性,有的则表现出交叉耐药。所有耐药亚系对至少一种其他化疗药物仍保持敏感或表现出协同敏感性,5 - 氟尿嘧啶耐药的 HCC1806r5 - F1500亚系对所有其他研究的细胞毒性药物均敏感。同时,ABCB1 底物适应的亚系中,药物交叉耐药情况也较为复杂,其机制还需进一步研究。
耐药亚系对 DNA 损伤反应(DDR)抑制剂的复杂敏感性模式
由于 TNBC 细胞存在 DNA 损伤修复信号缺陷,研究人员测试了一组针对 DDR 信号关键节点的抑制剂。结果显示,耐药亚系对 DDR 抑制剂的敏感性模式同样复杂且不可预测,不同抑制剂间的交叉耐药模式不一致。CHK2 抑制剂 CCT241533、PLK1 抑制剂 SBE13 和 RAD51 重组酶抑制剂 B02 的交叉耐药水平最低,且 PLK1 与乳腺癌细胞系的增殖标记物相关性较强,对其进行初步验证发现,PLK1 的缺失会影响 HCC1806 及其耐药亚系的活力并诱导细胞凋亡。
细胞系药物反应谱的模式研究
运用 delta 方法分析细胞系对所有研究药物和抑制剂的反应模式,发现 MDA - MB - 468、HCC38 和 HCC1806 亚系中分别有 19、20 和 60 个正相关,2、8 和 1 个负相关。但在 11 个负相关中,没有一致的结果,这进一步证实了获得性耐药机制的复杂性、个体性和不可预测性。
研究通过构建和分析新的 TNBC 耐药细胞系,鉴定出多个生物标志物候选基因和潜在药物靶点,揭示了耐药细胞系对药物的复杂敏感性模式,为 TNBC 的治疗提供了重要的理论依据和潜在治疗方向。不过,研究也存在一定局限性,如药物适应细胞系仅涵盖癌细胞特异性耐药机制,未涉及肿瘤微环境相关过程,且建立耐药细胞系的方法可能影响模型的临床相关性。未来还需进一步研究,以深入了解 TNBC 的耐药机制,开发更有效的治疗策略,为 TNBC 患者带来新的希望。