Cx43通过调控DNA修复能力增强BRAF/MEK抑制剂疗效的机制研究

本研究针对BRAFV600E突变肿瘤对BRAF/MEK抑制剂(BRAF/MEKi)易产生耐药性的临床难题，发现连接蛋白43(Cx43)可通过与核纤层蛋白相互作用干扰DNA损伤修复，显著增强BRAF/MEKi疗效。研究人员利用临床前模型证实Cx43过表达诱导基因组不稳定性和合成致死效应，并开发了基于小细胞外囊泡(sEVs)的Cx43递送策略，为克服靶向治疗耐药提供了新思路。该成果发表于《Nature Communications》，具有重要转化医学价值。

　　

在癌症靶向治疗领域，BRAF^V600E突变作为MAPK信号通路的关键驱动突变，存在于40-60%的黑色素瘤和多种实体瘤中。虽然BRAF/MEK抑制剂(BRAF/MEKi)组合疗法显著改善了患者预后，但获得性耐药仍是临床面临的主要挑战。近年研究发现，肿瘤细胞可通过遗传和非遗传机制逃逸药物杀伤，其中DNA损伤修复(DDR)能力的变化和细胞衰老表型的出现与耐药密切相关。与此同时，连接蛋白43(Connexin43, Cx43)作为细胞间通讯的关键蛋白，其异常表达与多种肿瘤进展相关，但在BRAF突变肿瘤中的作用机制尚不明确。

西班牙维戈大学生物医学研究中心的Adrian Varela-Vazquez、Amanda Guitian-Caamano等研究人员在《Nature Communications》发表重要研究成果。该团队通过多组学分析和功能实验，首次揭示Cx43通过调控DNA修复途径增强BRAF/MEKi敏感性的分子机制，并创新性地开发了基于小细胞外囊泡(sEVs)的联合治疗策略。

研究采用的关键技术包括：建立BRAF/MEKi双耐药(DR)细胞模型；通过RNA测序(RNA-Seq)分析基因表达谱；利用免疫共沉淀-质谱(IP-MS)鉴定Cx43核相互作用组；采用彗星实验和γ-H2AX foci检测评估DNA损伤；开发sEVs介导的Cx43 mRNA/蛋白递送系统；使用裸鼠异种移植模型验证治疗效果。

研究结果部分：
Cx43上调在携带BRAF或NRAS驱动突变的肿瘤中发挥抑癌作用
通过分析TCGA数据库发现，Cx43基因(GJA1)在皮肤黑色素瘤(SKCM)中表达显著降低。在BRAF^V600E突变细胞中恢复Cx43表达，可形成功能性间隙连接，降低细胞增殖能力并诱导衰老。蛋白质组学显示Cx43存在SUMO化修饰(55kDa)，这种修饰主要存在于核内而非膜组分。

Cx43与核纤层蛋白相互作用并干扰DNA损伤应答
RNA-Seq分析发现Cx43过表达显著影响DNA修复相关通路。免疫荧光证实Cx43增加53BP1和γ-H2AX foci形成，彗星实验显示DNA损伤修复能力下降。质谱鉴定出Cx43与核纤层蛋白A/C(LMNA)、HMGB1等染色质结构蛋白相互作用，可能通过将DNA修复复合物锚定在核周区干扰修复过程。

Cx43增强BRAF/MEK抑制剂的治疗效果并克服耐药性
在BRAF^V600E突变细胞中，Cx43使dabrafenib和trametinib的IC₅₀分别从2.3nM降至0.7nM和0.2nM降至0.08nM。值得注意的是，Cx43恢复表达能使已产生耐药(包括ERK信号重新激活的NRAS突变型和EGFR扩增型)的肿瘤细胞重新获得药物敏感性。

基于Cx43-sEVs的联合治疗策略
研究人员开发了装载Cx43 mRNA和蛋白的sEVs递送系统。体外实验证实，Cx43-sEVs可被肿瘤细胞有效摄取，显著增强BRAF/MEKi的细胞毒性作用，在耐药细胞中也观察到类似效果。

研究结论与意义：
该研究首次阐明Cx43通过以下机制增强BRAF/MEKi疗效：(1)作为支架蛋白将DNA修复复合物(如PRP19-CDC5L)招募到核纤层相关区域；(2)干扰同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)修复途径选择；(3)诱导持续的DNA损伤和合成致死效应。临床转化方面，开发的Cx43-sEVs递送策略具有低免疫原性、高生物相容性等优势，为克服靶向治疗耐药提供了新思路。从更广泛的视角看，这项研究不仅揭示了Cx43在DNA损伤应答中的新功能，也为理解核膜区室化在基因组稳定性调控中的作用提供了重要线索。