《Tissue and Cell》：Smad7 Drives Cisplatin Resistance in Ovarian Cancer via a PRMT5-Dependent Mechanism
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本研究发现PRMT5通过甲基化Smad7 R57位点激活STAT3通路，促进卵巢癌 cisplatin 耐药性。体内实验显示敲低Smad7抑制肿瘤生长和侵袭，上调E-cadherin。PRMT5-Smad7轴为克服 cisplatin 耐药性提供了新靶点。
Jinlong Ji|Kexin Wang|Geshuyi Chen|Manman Zhao|Cong Wan|Yun Han|Yanli Zheng
江苏省南通市南通第一人民医院妇产科，226000，中国
摘要
获得性顺铂耐药性在卵巢癌的治疗中是一个主要挑战。本研究探讨了蛋白精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）在此过程中的作用。利用顺铂耐药的卵巢癌细胞系（A2780/DDP和SKOV3/DDP），我们发现PRMT5的敲低显著抑制了细胞的增殖、克隆形成、迁移和侵袭能力，同时促进了细胞凋亡。机制研究表明，PRMT5与MEP50结合，在体外特异性地甲基化Smad7的R57位点。这种甲基化事件对于激活STAT3信号通路和驱动观察到的恶性表型至关重要。与Smad7的关键致癌作用一致，在异种移植小鼠模型中敲低Smad7显著抑制了肿瘤生长，并下调了增殖标志物（Ki67）和侵袭标志物（MMP9、N-钙黏蛋白），同时上调了肿瘤抑制因子E-钙黏蛋白。总之，我们的工作确定了Smad7是体内顺铂耐药性的关键驱动因素，并揭示了一种新的体外机制，即PRMT5通过R57位点的Smad7甲基化促进致癌信号传导。这一PRMT5-Smad7轴为克服卵巢癌的顺铂耐药性提供了有希望的治疗靶点。
引言
卵巢癌是全球女性中第八大常见恶性肿瘤，2020年占发病率的3.7%和癌症相关死亡率的4.7%（Webb和Jordan，2024年）。卵巢癌的初始症状模糊且不易察觉，导致早期诊断困难（Thull和Kempton，2024年）。因此，超过50%的患者在卵巢癌晚期才被诊断出来，卵巢癌患者的5年总生存率约为45%（Thull和Kempton，2024年；Morand等人，2021年）。减瘤手术和铂类-紫杉烷化疗是标准的一线治疗方法，对大多数患者有效（Morand等人，2021年）。然而，即使接受了标准治疗，大多数患者仍会出现复发和转移（Wang等人，2024a）。获得性药物耐药性仍然是卵巢癌治疗中的一个挑战。
顺铂耐药性很常见，并导致卵巢癌死亡率增加（Yang等人，2022年）。其机制复杂，涉及多种与癌症相关的信号通路的生物失调，如DNA甲基化、表观遗传改变、细胞代谢、氧化应激和组蛋白修饰（Wang等人，2024b）。在过去十年中，人们进行了大量关于如何克服顺铂耐药性的讨论（Song等人，2022年）。提出了新的策略，并发现了新的治疗靶点，以促进新药的发现，从而克服顺铂耐药性并改善卵巢癌患者的预后（Kapper等人，2024年；Schweer等人，2021年）。
蛋白精氨酸甲基转移酶（PRMTs）是一类催化精氨酸甲基化的酶（Hwang等人，2021年）。迄今为止，已发现九种PRMTs，它们的生物学功能包括细胞周期调控、DNA损伤反应、转录调控和组蛋白修饰（Hwang等人，2021年），表明PRMTs是癌症治疗的有希望的靶点。在卵巢癌中，PRMT1通过甲基化和磷酸化含溴结构域的蛋白4来促进肿瘤生长（Liu等人，2023年）。抑制PRMT1可以在低剂量顺铂下阻止卵巢癌细胞的克隆生长，表明抑制PRMT1可能有助于克服卵巢癌的顺铂耐药性（Musiani等人，2020年）。PRMT5在上皮性卵巢癌中过表达，并与不良预后相关（Bao等人，2013年）。抑制PRMT5可以促进DNA损伤，并提高尼拉帕利在乳腺癌和卵巢癌中的抗肿瘤活性（O'Brien等人，2023年；Huang等人，2022年）。然而，PRMT5在顺铂耐药性卵巢癌中的作用尚不清楚。本研究探讨了PRMT5在顺铂耐药性卵巢癌中的机制，以改善卵巢癌患者的预后。
细胞培养和处理
人顺铂耐药性卵巢癌细胞系（A2780/DDP和SKOV3/DDP）由厦门Immocell生物技术有限公司提供（Immocell，中国）。细胞在含有10%胎牛血清（FBS，Biosharp）、1%青霉素-链霉素溶液（100×，Procell，中国）和0.5μg/ml顺铂（Beyotime，中国）的Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM，Sigma-Aldrich）中培养，培养条件为37°C和5%二氧化碳（CO
2）。
PRMT5（sh-PRMT5）、Smad7（sh-Smad7）及其阴性对照的短发夹RNA由该公司提供。
PRMT5的敲低抑制了顺铂耐药性卵巢癌细胞的增殖
PRMT5在顺铂耐药性卵巢癌细胞中过表达，并驱动其恶性表型。Western blot分析证实，顺铂耐药性细胞系（A2780/DDP、SKOV3/DDP）中的PRMT5蛋白水平显著高于其敏感的亲本细胞系（A2780、SKOV3）（图S1A）。鉴于这种过表达，我们进一步研究了PRMT5的功能重要性。敲低PRMT5（sh-PRMT5）成功降低了耐药细胞中的PRMT5表达（图）。
讨论
如上所述，PRMT5属于精氨酸甲基转移酶家族，在许多肿瘤中高表达，如结肠癌、乳腺癌、黑色素瘤和肺癌（Kim和Ronai，2020年）。作为致癌基因，PRMT5的过表达已被报道会促进肿瘤生长，并与卵巢癌的不良预后相关（Xie等人，2023年）。在本研究中，PRMT5的敲低显著抑制了顺铂耐药性卵巢癌的增殖、迁移和侵袭能力。
伦理批准
本研究已获得南通第一人民医院伦理委员会的批准。
资助
本研究得到了南通市卫生健康委员会2024年科研项目（项目编号：MS2024022）和2023年南通市自然科学基金及民生科技计划（项目编号：MSZ2023044）的支持。
作者贡献声明
Yanli Zheng：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 初稿、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源协调、项目管理、方法设计、实验设计、资金申请、数据分析、概念构思。
Yun Han：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 初稿、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源协调、项目管理、方法设计、实验设计、资金申请、数据分析、概念构思。
致谢
不适用。
作者贡献
所有作者均参与了研究的概念设计和实施。材料准备和实验工作由Jinlong Ji、Kexin Wang、Geshuyi Chen和Manman Zhao完成。数据收集与分析由Jinlong Ji、Kexin Wang、Geshuyi Chen、Manman Zhao和Cong Wan共同完成。手稿的第一稿由Jinlong Ji和Yanli Zheng撰写，所有作者对初稿进行了评论。
