靶向MCM10通过抑制肿瘤干细胞特性逆转肝癌索拉非尼耐药的研究

本研究针对肝癌(HCC)患者对索拉非尼(sorafenib)耐药这一临床难题，发现DNA复制关键因子MCM10通过激活PI3K/AKT通路维持肿瘤干细胞特性(CD133+/CD44+)，并利用Connectivity Map(CMap)筛选出小分子抑制剂TW-37可有效下调MCM10表达。该研究不仅揭示了MCM10作为新型预后标志物的价值，更为克服肝癌靶向治疗耐药提供了"靶向干细胞特性"的创新策略，相关成果发表于《Cancer Gene Therapy》。

　　

肝癌作为全球高发的恶性肿瘤，中国患者数量约占全球半数。虽然索拉非尼(sorafenib)是晚期肝癌的一线靶向药物，但临床面临两大困境：仅30%患者初始有效，且多数在6个月内产生耐药。更棘手的是，这种耐药性与肿瘤干细胞特性(cancer stemness)密切相关——这些具有自我更新能力的癌细胞亚群通过激活Wnt/β-catenin、Hedgehog等通路，不仅促进肿瘤复发转移，还形成"耐药堡垒"。如何破解这个恶性循环，成为提高肝癌治疗效果的关键科学问题。

中南大学湘雅二医院的研究团队将目光聚焦于DNA复制调控因子微小染色体维持复合体组分10(MCM10)。这个以往被认为仅参与DNA复制的蛋白，在前期数据分析中显示出与肝癌干细胞标志物的显著相关性。通过TCGA和ICGC数据库的大样本分析，结合体外构建的索拉非尼耐药细胞株(HepG2-SR/Hep3B-SR)，研究人员发现MCM10表达水平与肿瘤分级、分期及患者生存率显著相关。这项创新性研究最终揭示：MCM10通过PI3K/AKT/mTOR信号通路维持干细胞特性，而小分子化合物TW-37可特异性靶向MCM10，使耐药肝癌细胞重新敏感化。相关成果发表在《Cancer Gene Therapy》杂志，为肝癌精准治疗提供了新靶点和新策略。

研究采用多组学联动的技术路线：首先通过RNA测序筛选索拉非尼耐药相关差异基因，利用WGCNA构建共表达网络；采用LASSO回归从18个候选基因中建立9基因预后模型；通过CRISPR-Cas9构建MCM10敲除细胞株；运用肿瘤球形成实验和流式细胞术检测CD133+细胞比例；借助CMap数据库筛选MCM10抑制剂；最后通过裸鼠移植瘤模型验证治疗效果。所有临床样本均来自TCGA和ICGC数据库，细胞实验均经过3次独立重复。

研究结果部分，在"Identifying and screening of 18 sorafenib-resistance feature genes in hepatocellular carcinoma"中，通过对耐药细胞株的转录组分析发现2110个上调基因，经WGCNA和PPI网络分析锁定18个特征基因，其中MCM10在肿瘤组织中表达量是正常肝组织的3.2倍。"Construction and validation of prognostic risk model using machine learning"显示，基于MCM10等9个基因的预后模型在TCGA和ICGC队列中均表现出优异预测效能(AUC=0.74-0.83)，高风险组患者5年生存率降低67%。

"Association of risk score with clinical features of HCC"部分揭示，MCM10高表达与AFP水平升高(r=0.62)、TP53突变频率增加(38% vs 12%)显著相关。随后的"MCM10 is associated with cancer stemness and drug resistance of HCC cells"通过GSVA分析发现，MCM10高表达组富集于E2F靶基因和PI3K-AKT通路，Western blot证实MCM10过表达可使p-AKT水平升高2.3倍。

在"MCM10 promoted stemness in HCC cells"部分，免疫组化显示MCM10与干细胞标志物KLF4(r=0.740)、SOX2(r=0.767)表达高度相关。肿瘤球形成实验表明，MCM10敲除使肿瘤球数量减少82%，流式检测显示CD133+细胞比例从24.7%降至6.3%。动物实验"MCM10 augments tumor growth in xenograft"证实，MCM10过表达使移植瘤体积增加3.1倍，而敲除组肿瘤重量减轻68%。

突破性发现在"TW-37 suppresses MCM10 expression and improves sorafenib efficacy"部分：CMap筛选的TW-37可使MCM10表达下调72%，与索拉非尼联用产生协同效应(CI=0.36-0.58)，使耐药细胞IC₅₀从8.2μM降至2.4μM。

研究结论部分强调，MCM10作为肝癌干细胞特性的关键调控因子，通过PI3K-AKT-mTOR通路维持CD133+细胞群，是导致索拉非尼耐药的核心机制。TW-37通过双重作用机制——既抑制MCM10表达又阻断BCL-2抗凋亡通路，为逆转耐药提供了新思路。该研究不仅建立了首个整合癌症干细胞特征的索拉非尼耐药预测模型，更开创性地将DNA复制因子与肿瘤干细胞生物学相关联，为肝癌的精准治疗提供了新的生物标志物和联合治疗策略。特别值得注意的是，TW-37作为已进入临床试验的BCL-2抑制剂，其老药新用的转化潜力大大缩短了从基础研究到临床应用的路径。