胆固醇通过HMGCR上调赋予胃癌细胞阿帕替尼耐药性及辛伐他汀的增效机制

本研究针对胃癌三线治疗药物阿帕替尼（Apatinib）的获得性耐药问题，揭示了胆固醇代谢异常通过HMGCR（3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶）介导的脂筏形成抑制铁死亡（Ferroptosis），从而赋予耐药性的新机制。南方医科大学团队结合转录组测序（RNA-seq）、CRISPR/Cas9基因编辑及体内外模型，证实HMGCR抑制剂辛伐他汀（Simvastatin）可逆转耐药性，增强阿帕替尼诱导的铁死亡。该策略为克服胃癌靶向治疗耐药提供了安全有效的临床转化路径。

　　

论文解读

胃癌是全球癌症相关死亡的第五大病因，晚期患者因肿瘤异质性和治疗耐药导致生存获益有限。阿帕替尼作为靶向VEGFR2（血管内皮生长因子受体2）的抗血管生成药物，是晚期胃癌三线治疗的标准方案，但其临床疗效常因获得性耐药而受限。既往研究表明阿帕替尼可通过诱导细胞凋亡（Apoptosis）、自噬（Autophagy）和铁死亡（Ferroptosis）直接杀伤肿瘤，然而耐药机制尚未明确。胆固醇代谢失调在肿瘤进展和耐药中发挥关键作用，但其在阿帕替尼耐药中的角色仍属未知。

南方医科大学南方医院胃肠外科团队通过建立阿帕替尼耐药胃癌细胞株（MGC803/AR、AGS/AR），结合RNA测序和生物信息学分析，首次发现耐药细胞的胆固醇合成通路显著富集，关键限速酶HMGCR表达上调，并伴随胞内胆固醇累积。机制上，转录因子EHF（ETS同源因子）结合HMGCR启动子区域（-1415~-1407 bp），直接驱动其转录。高胆固醇通过促进脂筏（Lipid Raft）形成，抑制阿帕替尼诱导的铁死亡——表现为脂质过氧化物（如MDA）、活性氧（ROS）和亚铁离子（Fe²⁺）水平降低，而谷胱甘肽（GSH）升高。

关键实验方法

1. 耐药模型构建：逐步递增阿帕替尼浓度（最高50μM）诱导MGC803/AGS细胞耐药；
2. 多组学分析：RNA-seq筛选差异基因，GSEA（基因集富集分析）验证通路活性；
3. 功能验证：siRNA/CRISPR-Cas9介导HMGCR和EHF基因敲除，过表达及荧光素酶报告基因检测启动子活性；
4. 铁死亡监测：BODIPY C11检测脂质ROS，H2DCFDA检测总ROS，ELISA定量脂筏标志物Flotillin-1（FLOT1）；
5. 体内药效：BALB/c裸鼠移植瘤模型评估辛伐他汀（10 mg/kg）与阿帕替尼（50 mg/kg）联用效果。

核心研究结果

1. 胆固醇代谢驱动耐药
   • 耐药细胞中胆固醇合成基因（HMGCR、SQLE等）表达显著升高，Filipin染色及胆固醇检测试剂盒证实胞内胆固醇水平增加（图2D-E）；
   • 外源胆固醇使敏感细胞产生阿帕替尼耐药性，而胆固醇清除剂MβCD可逆转耐药（图3A-F）。

1. HMGCR是关键靶点

   • 敲低HMGCR降低胞内胆固醇，抑制细胞增殖、迁移并恢复阿帕替尼敏感性（图4B-E）；
   • HMGCR过表达则赋予敏感细胞耐药性（图4F-G）。

2. 辛伐他汀通过诱导铁死亡增效

   • 低剂量辛伐他汀（5μM）下调胆固醇合成，与阿帕替尼联用显著增加脂质ROS、MDA和Fe²⁺，降低GSH（图6B-E）；
   • 该效应可被铁死亡抑制剂Ferrostatin-1或外源胆固醇逆转（图6F-G）。

1. EHF-HMGCR转录调控轴

   • ChIP-qPCR和双荧光素酶报告基因证实EHF直接结合HMGCR启动子（图7G-K）；
   • EHF敲除抑制HMGCR表达，恢复耐药细胞对阿帕替尼和铁死亡诱导剂RSL3的敏感性（图7D-F）。

2. 体内验证联合疗法

   • 辛伐他汀与阿帕替尼联用显著抑制MGC803/AR移植瘤生长（图8D-E），Ki67染色显示增殖活性降低，且未引起心肝肾毒性（图8G-H）。

结论与意义
本研究首次阐明胆固醇-HMGCR轴通过抑制铁死亡介导阿帕替尼耐药的分子机制，并锁定EHF为上游转录调控因子。临床批准药物辛伐他汀以低剂量（5μM）即可有效逆转耐药性，其机制依赖于胆固醇依赖性脂筏破坏和铁死亡激活。该策略规避了传统化疗的毒副作用，为克服胃癌靶向治疗耐药提供了“老药新用”的快速转化路径。未来需在临床队列中验证胆固醇水平与阿帕替尼疗效的相关性，并探索纳米递送等技术创新以提升他汀类药物的肿瘤靶向性。

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注：全文严格依据原文数据，专业术语首次出现时标注英文全称及缩写（如铁死亡/Ferroptosis），保留上下标格式（如Fe²⁺），作者单位使用中文名称，并避免文献引用标识。