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肺癌治疗中耐药问题突出，广西师范大学等研究人员开展 “Pharmacological inhibition of PLK1/PRC1 triggers mitotic catastrophe and sensitizes lung cancers to chemotherapy” 研究。发现小分子 B4 可抑制 PLK1/PRC1 信号，增强肺癌对化疗敏感性，为肺癌治疗提供新策略。
在癌症治疗的战场上，耐药问题一直是横亘在医生和患者面前的一座大山。尤其是肺癌，作为全球范围内发病率和死亡率极高的恶性肿瘤，化疗耐药导致许多患者在治疗过程中病情反复、预后不佳，严重影响了患者的生存质量和生存时间 。过去，虽然对耐药机制的探索从未停止，但大多聚焦于基因层面，可即便找到了一些耐药相关的基因改变，却依旧难以有效攻克耐药难题。随着研究的深入，人们发现蛋白激酶的异常调节在化疗耐药中起着关键作用，这也为攻克耐药问题带来了新的希望。
为了找到解决肺癌化疗耐药问题的新方法，广西师范大学（Key Laboratory for Chemistry and Molecular Engineering of Medicinal Resources（Ministry of Education of China）等多个研究机构的研究人员，针对 Polo 样激酶 1（PLK1）和有丝分裂调控蛋白 1（PRC1）展开了深入研究。他们发现了一种小分子 B4，这一发现意义重大，为肺癌治疗带来了新的曙光。相关研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。通过生物信息数据分析，从癌症基因组图谱（TCGA）数据库和基因表达综合数据库（GEO）获取肺癌相关肿瘤及癌旁正常组织的 RNA 测序数据和临床表型信息，分析 PLK1 基因与疾病分期的相关性。利用分子对接技术，模拟小分子 B4 与 PLK1 蛋白的结合模式。采用表面等离子共振（SPR）技术，精确测定 B4 与 PLK1 蛋白的结合亲和力。借助细胞热迁移分析（CETSA）和免疫共沉淀（Co-IP）技术，探究 B4 与 PLK1 的相互作用及对 PLK1/PRC1 信号通路的影响 。还构建了体内异种移植模型，评估 B4 联合顺铂的抗肿瘤效果。
研究结果
- PLK1 高表达与 NSCLC 预后不良相关：研究人员分析大量数据后发现，非小细胞肺癌（NSCLC）组织中 PLK1 的表达水平明显高于正常组织，并且随着 NSCLC 病情的进展，PLK1 的表达不断升高。进一步研究发现，PLK1 的高表达与患者的总生存期（OS）缩短密切相关，在多种癌症数据库中均得到验证，这表明 PLK1 高表达预示着 NSCLC 患者预后较差。
- PLK1 参与化疗耐药：通过对接受化疗或放疗患者数据的分析，研究人员发现高表达 PLK1 的肺癌患者生存率更低，说明 PLK1 表达水平影响放化疗效果。在耐药细胞系中，PLK1 的表达水平显著上调，这充分证实了 PLK1 参与了肿瘤的化疗耐药过程。
- 小分子 B4 特异性靶向 PLK1 蛋白：研究人员经过高通量虚拟筛选，发现小分子 B4 能与 PLK1 蛋白结合。分子对接显示 B4 主要结合在 PLK1 的 PBD 区域，限制其运动并抑制活性。SPR 检测表明 B4 与 PLK1 具有较强的亲和力，体外实验也证实 B4 可有效抑制 PLK1 的活性，使细胞周期停滞在 G2/M 期，引发有丝分裂灾难。同时，B4 对耐药细胞系的细胞毒性更强，展现出良好的克服耐药的潜力。
- B4 增强顺铂敏感性：在体外实验中，B4 可剂量依赖性地增强顺铂耐药的 A549/DDP 细胞对顺铂的敏感性，二者联合对细胞克隆形成的抑制作用具有协同效应。体内实验也得到了类似结果，B4 与顺铂联合显著抑制了 A549/DDP 和 A549 肿瘤的生长，且在耐药肿瘤模型中效果更明显。进一步研究发现，B4 联合顺铂可抑制肿瘤组织中 Ki-67 阳性细胞的增殖，降低 PLK1 和 PRC1 的表达，证明 B4 能通过抑制 PLK1/PRC1 信号通路增强耐药肿瘤对顺铂的敏感性 。此外，B4 在体内具有良好的生物安全性。
- B4 抑制 PLK1/PRC1 信号通路的机制：通过免疫共沉淀实验，研究人员发现 B4 可破坏 PLK1 与 PRC1 的相互作用，减少 PRC1 捕获的 PLK1 量。免疫荧光成像显示，B4 处理后细胞出现多核现象，诱导有丝分裂灾难，同时减少了后期 PLK1 招募的 PRC1 量。而且，B4 抑制 PLK1 后，CDK1-Cyclin B1 复合物的表达下调，说明 B4 不会因 CDK1 的补偿作用而影响对 PLK1 的抑制效果。
研究结论与讨论
本研究成功发现小分子 B4，它能够通过破坏 PLK1-PRC1 相互作用，抑制 PLK1 的时空活性。这一发现为开发新型抗肿瘤药物提供了新的方向。B4 特异性结合 PLK1 的 PBD 区域，干扰 PLK1/PRC1 信号通路，引发有丝分裂灾难，增强肺癌细胞对化疗药物的敏感性。在体内外实验中，B4 联合顺铂均展现出良好的抗肿瘤效果，且 B4 生物安全性良好。这为解决肺癌化疗耐药这一临床难题提供了新的策略，有望改善肺癌患者的治疗现状，具有重要的临床应用前景 。未来，基于 B4 的研究有望进一步深入，推动肺癌治疗领域的发展，为更多患者带来生存的希望。
