帕立骨化醇联合羟氯喹增强吉西他滨抗胰腺导管腺癌活性并诱导间充质 - 上皮转化:单细胞 RNA 测序分析

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Cancer Letters 9.1

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  为解决胰腺导管腺癌(PDAC)化疗耐药及上皮 - 间充质转化(EMT)驱动转移的难题,研究人员利用 KPC-Luc 原位小鼠模型,通过单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)等分析吉西他滨(G)+ 帕立骨化醇(P)+ 羟氯喹(H)的作用。发现 GPH 可抑制 EMT,下调纤连蛋白(Fn1)等通路,为 PDAC 治疗提供新方向。

  

论文解读


研究背景


胰腺导管腺癌(PDAC)是恶性程度极高的消化道肿瘤,5 年生存率仅约 10%,化疗药物吉西他滨(G)疗效有限,其耐药性与上皮 - 间充质转化(EMT)密切相关。EMT 是指上皮细胞失去极性、获得间充质特性,导致肿瘤细胞侵袭性增强、转移能力提升且对治疗耐受。PDAC 肿瘤微环境(TME)复杂,包含癌症相关成纤维细胞(CAFs)、巨噬细胞等多种细胞,通过纤连蛋白(Fn1)、胶原蛋白等细胞外基质成分及配体 - 受体相互作用(如Fn1-CD44/Sdc4、胶原蛋白 - 整合素)驱动 EMT 进程。因此,阻断 EMT 相关信号轴成为 PDAC 治疗的关键突破口。

为探索更有效的联合治疗方案,美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究团队开展了相关研究,旨在解析吉西他滨(G)、维生素 D 类似物帕立骨化醇(P)与自噬抑制剂羟氯喹(H)的三联疗法(GPH)对 PDAC 的作用机制。该研究成果发表于《Cancer Letters》。

主要研究方法


研究采用 KPC-Luc 原位小鼠 PDAC 模型,设置假手术组、PH 组、G 组及 GPH 组,通过以下技术解析治疗机制:

  • 单细胞 RNA 测序(scRNA-seq):分析肿瘤内细胞异质性及基因表达变化;
  • 高维加权基因共表达网络分析(hdWGCNA):构建基因共表达网络,识别关键信号模块;
  • 细胞间通讯分析(CellChat):解析配体 - 受体相互作用网络,明确细胞间信号传导变化;
  • 肿瘤重量评估:验证 GPH 的体内抗肿瘤效果。

研究结果


1. GPH 治疗抑制 PDAC 肿瘤生长并重塑细胞组成

scRNA-seq 显示,GPH 组肿瘤重量显著低于其他组,提示其强效抗肿瘤活性。无监督聚类鉴定出 7 种主要细胞类型:PDAC 上皮细胞、T 细胞、NK 细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞和 B 细胞。进一步分析表明,GPH 治疗下调间充质基因模块(如Fn1),增强上皮特征,逆转 EMT 进程。

2. GPH 破坏纤连蛋白和胶原蛋白信号轴

hdWGCNA 分析发现,GPH 处理后,肿瘤内胶原蛋白和Fn1通路的共表达网络显著减弱。其中,癌症相关成纤维细胞(CAFs)主导胶原蛋白信号传导,而巨噬细胞介导Fn1信号。配体 - 受体相互作用分析显示,GPH 显著降低胶原蛋白 - 整合素、Fn1-CD44 及Fn1-Sdc4 等相互作用的强度,阻断肿瘤细胞与微环境细胞的 “串扰”,从而抑制 EMT 相关的侵袭和转移能力。

3. 细胞间通讯网络的重编程

通过 CellChat 分析细胞间通讯模式,发现 GPH 治疗后,促 EMT 的信号通路(如Fn1介导的巨噬细胞 - 肿瘤细胞通讯)被显著抑制,而维持上皮表型的信号通路得以增强。这一重塑表明,GPH 通过多维度干扰细胞间通讯,协同逆转 EMT 并增强化疗敏感性。

研究结论与意义


本研究通过单细胞分辨率的多组学分析,系统揭示了 GPH 三联疗法通过以下机制抑制 PDAC 进展:

  • 下调间充质基因Fn1及胶原蛋白通路,逆转 EMT;
  • 重塑肿瘤微环境中的细胞间通讯网络,减弱促转移的配体 - 受体相互作用;
  • 增强吉西他滨的抗肿瘤活性,抑制肿瘤生长。

该研究首次在单细胞水平阐明了 GPH 疗法的多重作用机制,为 PDAC 治疗提供了两个关键启示:①纤连蛋白和胶原蛋白信号轴可作为潜在治疗靶点;②维生素 D 类似物与自噬抑制剂联合化疗的策略具有转化医学价值。未来可进一步探索靶向Fn1-CD44/Sdc4 或胶原蛋白 - 整合素通路的药物,或为 PDAC 患者带来新的治疗选择。

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