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间变性甲状腺癌(ATC)死亡率高,治疗手段有限。研究人员开展 PCSK9 在 ATC 中作用的研究,发现 PCSK9 通过溶酶体途径促进 E-cadherin 降解,加速 ATC 进展,其抑制剂 PF-846 可抑制肿瘤生长和转移,为 ATC 治疗提供新靶点。
甲状腺癌作为内分泌系统常见恶性肿瘤,近年来全球发病率持续攀升。其中,间变性甲状腺癌(Anaplastic Thyroid Cancer,ATC)虽仅占甲状腺恶性肿瘤的 1 - 2%,却导致了 14 - 39% 的甲状腺癌相关死亡,堪称甲状腺癌中的 “致命杀手”。目前针对 ATC 的治疗面临诸多困境,手术难以彻底切除,靶向治疗和免疫治疗虽有一定效果,但仍存在耐药等问题,患者的生存时间和生活质量受到极大影响 ,因此急需探索更有效的治疗策略。
在此背景下,复旦大学附属肿瘤医院等机构的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。该研究聚焦于前蛋白转化酶枯草溶菌素 9(Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin Type 9,PCSK9)在 ATC 中的作用,发现 PCSK9 可作为 ATC 潜在的治疗靶点,为攻克这一难治性肿瘤带来了新希望。
研究人员在开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。在样本方面,收集了 2010 年 1 月至 2019 年 12 月复旦大学附属肿瘤医院甲状腺癌患者的组织样本。技术上,采用蛋白质组学分析筛选 PCSK9 调控的关键蛋白;通过基因编辑技术敲除或过表达 PCSK9 基因;运用免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)、蛋白质免疫印迹(Western blotting)、实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)等技术检测蛋白和基因的表达水平;构建动物模型评估 PCSK9 抑制剂的治疗效果。
下面来看具体的研究结果:
- PCSK9 表达与 ATC 临床特征的关联:研究人员通过免疫组化检测 PCSK9 在甲状腺癌组织中的表达,发现其在 ATC 组织中显著高表达,且与患者的肿瘤分期(pT)和远处转移密切相关。在甲状腺癌基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据及基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)的 RNA-seq 数据中也得到了类似验证。这表明 PCSK9 高表达可能是 ATC 进展的重要标志123。
- PCSK9 对 ATC 细胞恶性行为的影响:对不同甲状腺癌细胞系的研究发现,PCSK9 在 ATC 细胞系中高表达。进一步实验表明,过表达 PCSK9 可显著促进 ATC 细胞的增殖、集落形成和侵袭能力;而敲除 PCSK9 则抑制这些恶性行为。在甲状腺乳头状癌细胞系(Papillary Thyroid Cancer,PTC)中过表达 PCSK9,还会抑制甲状腺分化标志物的表达,促进细胞增殖和侵袭,提示 PCSK9 可能参与甲状腺癌的去分化过程456。
- E-cadherin 在 PCSK9 调控 ATC 中的关键作用:蛋白质组学分析显示,PCSK9 过表达会导致 E-cadherin 蛋白水平显著下调。后续实验证实,PCSK9 通过促进 E-cadherin 经溶酶体途径降解,抑制其表达。恢复 E-cadherin 表达可抵消 PCSK9 过表达对 ATC 细胞增殖、集落形成和侵袭的促进作用。此外,PCSK9 敲除会抑制上皮 - 间质转化(Epithelial - Mesenchymal Transition,EMT)相关标志物 N-cadherin 和 Vimentin 的表达,表明 PCSK9 可能通过调节 E-cadherin 影响 EMT 过程789。
- PCSK9 调控 E-cadherin 的分子机制:研究发现 PCSK9 过表达不影响 E-cadherin 的 mRNA 水平,但会降低其蛋白稳定性。使用蛋白酶体抑制剂 MG132 和溶酶体抑制剂 CQ 处理细胞后发现,PCSK9 通过溶酶体途径促进 E-cadherin 降解。免疫共沉淀等实验证实了 PCSK9 与 E-cadherin 的相互作用,且 PCSK9 过表达会使 E-cadherin 更多地进入溶酶体,导致其在细胞膜上的水平降低101112。
- p53 对 PCSK9 表达的调控:通过生物信息学分析,研究人员发现 p53 可结合到 PCSK9 启动子区域,对其转录起抑制作用。在 ATC 细胞中敲除 p53,会导致 PCSK9 蛋白和 mRNA 水平显著上调。双荧光素酶报告基因实验验证了 p53 与 PCSK9 启动子的结合,且 p53 的 R248Q 突变会破坏其对 PCSK9 的抑制作用131415。
- PCSK9/E-cadherin 轴调控 ATC 的信号通路及抑制剂效果:研究人员使用不同机制的 PCSK9 抑制剂处理 ATC 细胞,发现只有抑制 PCSK9 翻译的 PF846 能显著抑制细胞增殖、集落形成和侵袭能力,表明 PCSK9/E-cadherin 轴通过细胞内信号通路调控 ATC 恶性行为。动物实验显示,PF846 可显著抑制 ATC 细胞的肺转移和皮下肿瘤生长,延长小鼠生存期,且不影响小鼠体重。同时,PF846 处理后肿瘤组织中 PCSK9 表达降低,E-cadherin 表达升高1617。
综合研究结果和讨论部分,本研究明确了 PCSK9 在 ATC 进展中的关键作用及机制。PCSK9 通过溶酶体途径促进 E-cadherin 降解,进而增强 ATC 细胞的恶性行为。p53 功能缺失会导致 PCSK9 转录去抑制,进一步加剧 ATC 进展。PCSK9 抑制剂 PF846 在体内外均显示出良好的抗肿瘤效果,为 ATC 的治疗提供了新的潜在靶点和治疗策略。这一研究成果不仅加深了人们对 ATC 发病机制的理解,也为未来开发更有效的 ATC 治疗方法奠定了基础,有望改善 ATC 患者的预后。