靶向抑制PDK通过调控糖酵解逆转胃癌放疗抵抗的机制研究

针对胃癌患者放疗抵抗难题，兰州大学团队开展PDK抑制剂DCA调控糖代谢增敏放疗的研究。通过组织微阵列、EdU/Transwell实验及克隆形成等发现，DCA通过抑制PDK1表达，减少乳酸生成，增加ROS和γ-H2AX积累，显著增强胃癌细胞放疗敏感性，为临床联合治疗提供新策略。

　　

胃癌是全球高发恶性肿瘤，患者五年生存率不足30%，放疗抵抗是治疗失败的关键因素。肿瘤细胞特有的"瓦氏效应"（Warburg effect）使癌细胞依赖糖酵解获取能量，而丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）通过抑制PDH活性阻断丙酮酸进入三羧酸循环（TCA），加剧放疗抵抗。这一代谢重编程现象导致酸性微环境和抗氧化系统激活，但PDK抑制剂二氯乙酸（DCA）能否逆转胃癌放疗抵抗尚缺乏系统研究。

兰州大学第三临床医学院联合甘肃省人民医院的研究团队在《Discover Oncology》发表重要成果，通过多组学分析结合功能实验，首次揭示PDK1在胃癌中的核心调控作用。研究利用60例胃癌组织微阵列证实PDK1高表达与不良预后相关，并通过DCA干预联合放疗，阐明代谢重编程与DNA损伤修复的交互机制。

关键技术方法包括：1）60例胃癌组织微阵列（上海芯超生物）免疫组化分析PDK1表达；2）CCK8/EdU/Transwell检测细胞增殖迁移；3）流式细胞术分析周期凋亡；4）克隆形成实验计算放射生物学参数（D₀、D_q）；5）Western blot检测DNA损伤标志γ-H2AX；6）DCFH-DA荧光探针测量活性氧（ROS）。

3.1 PDK1高表达与胃癌预后相关
组织微阵列显示PDK1在癌组织表达显著高于癌旁（H-score=187.6 vs 82.4，P<0.001），生存分析证实高表达患者5年生存率降低42%。qPCR显示PDK1 mRNA在MKN-45/AGS细胞中较正常胃上皮细胞GES-1上调3.1-4.8倍（P<0.01）。

3.2 DCA抑制胃癌恶性进展
DCA以剂量时间依赖性抑制细胞活力（IC₅₀ 44.19-47.94 mM）。40 mM DCA使EdU阳性细胞减少63%（P<0.001），Transwell迁移细胞数下降71%，G1期阻滞比例增加2.3倍（P<0.01），凋亡率提升4.8倍（P<0.001）。

3.3 DCA调控代谢网络
STRING数据库分析揭示PDK1与PDK2/3、LDHA、HIF1α等互作。20 mM DCA使乳酸产量降低58%（P<0.05），且放疗（4 Gy）不改变乳酸水平（P>0.05）。GO分析显示PDK1共表达基因富集于DNA双链断裂修复（P=2.3×10^-5）。

3.4 DCA增强放疗敏感性
克隆形成实验显示DCA（20 mM）使放射增敏比（SER）达1.38-1.43，生存分数SF₂降低52%。Western blot证实联合组γ-H2AX表达较单纯放疗组增加2.1倍（P<0.001），DCFH-DA检测显示ROS水平提升3.8倍（P<0.0001）。

该研究创新性证实：1）PDK1是胃癌不良预后的独立预测因子；2）DCA通过抑制糖酵解、增加氧化磷酸化，诱导ROS爆发和DNA损伤累积；3）代谢干预使放疗SER提升40%以上。尽管DCA存在神经毒性等局限，但研究为开发新一代放疗增敏剂提供理论依据，未来需在类器官模型和临床试验中验证。团队建议探索DCA结构修饰（如纳米递送系统）以提高靶向性，同时关注肿瘤微环境中PDK1对T细胞耗竭的调控作用，为免疫-代谢联合治疗奠定基础。