《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》：ERG inhibition selectively sensitizes ERG-positive prostate cancer to radiation through DNA repair vulnerabilities and enhances response to androgen receptor inhibitors
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背景：ERG过表达由TMPRSS2-ERG基因融合驱动，发生于约50%的前列腺癌（prostate cancer, PCa）中，并定义了一种具有独特治疗脆弱性的分子亚型。放疗（radiotherapy, RT）是局限性及局部晚期PCa治疗的基石，但仍有大量患者
背景：ERG过表达由TMPRSS2-ERG基因融合驱动，发生于约50%的前列腺癌（prostate cancer, PCa）中，并定义了一种具有独特治疗脆弱性的分子亚型。放疗（radiotherapy, RT）是局限性及局部晚期PCa治疗的基石，但仍有大量患者出现治疗失败。本研究探讨直接抑制ERG是否能够选择性损害DNA损伤信号消退并使ERG阳性PCa放射增敏，从而提供一种精准医学策略。
方法：ERG阳性VCaP细胞、ERG阴性DU145/BPH1细胞、离体患者PCa组织切片培养（tissue slice cultures, TSCs；来自10例患者的14份标本）以及患者来源类器官（patient-derived organoids, PDOs；n=2）接受ERG抑制剂（ERGi-USU、VPC-18005）或ERG siRNA±照射（2–6 Gy）处理。通过γH2AX/53BP1免疫荧光和pEJ-GFP报告实验评估DNA双链断裂（double-strand break, DSB）修复能力。通过2D/3D实验评估克隆形成存活。无标记定量LC–MS/MS蛋白质组学鉴定差异调控通路，并通过免疫印迹验证。启动子活性使用GLuc-ON?启动子报告质粒检测。
结果：研究人员在此证明，直接抑制ERG选择性延迟辐射诱导的DSB相关损伤信号的消退，并降低ERG阳性模型中的末端连接活性，从而增强放射敏感性。在ERG阳性VCaP细胞、离体患者PCa组织切片及患者来源PCa类器官中，ERG抑制剂或ERG靶向siRNA处理均显著增加照射后残余γH2AX/53BP1 foci（病灶）并降低克隆形成存活，而ERG阴性肿瘤不受影响。定量LC–MS/MS蛋白质组学经免疫印迹和启动子活性实验证实，ERG抑制下调关键PARP1介导的末端连接通路组分，包括PARP1、LIG3、XRCC1以及末端切除因子MRE11。功能实验显示，ERG与PARP抑制汇聚于共同机制以阻断替代末端连接，而ERG联合雄激素受体（androgen receptor, AR）通路抑制进一步抑制ERG阳性PCa球体和PDO的生长，其机制可能涉及代谢重编程。
结论：这些数据将ERG定位为PCa中DNA修复脆弱性的主调控因子，并为在分子定义的ERG阳性疾病中临床评估ERG导向的放射增敏及联合治疗策略提供了强有力的机制依据。
前列腺癌（prostate cancer, PCa）是男性第二常见恶性肿瘤，放疗（radiotherapy, RT）是局限期和局部晚期PCa治疗的基石。然而，约三分之一的患者在根治性放疗±雄激素剥夺治疗后出现治疗失败，主要与肿瘤细胞DNA双链断裂（double-strand break, DSB）修复能力有关。除经典非同源末端连接（non-homologous end joining, NHEJ）和同源重组外，肿瘤细胞常依赖PARP1依赖性末端连接（PARP1-dependent end joining, PARP1-EJ）等替代修复机制。约50%的PCa因TMPRSS2-ERG基因融合而高表达转录因子ERG，构成独特分子亚型。研究人员前期发现ERG过表达PCa修复通路转向PARP1-EJ，但直接靶向ERG能否选择性增敏放疗仍不清楚。本研究系统评估ERG抑制对ERG阳性PCa DSB修复的影响及其联合放疗和雄激素受体抑制剂（androgen receptor inhibitor, ARPI）的治疗潜力。
研究人员利用ERG阳性VCaP、ERG阴性DU145/BPH1细胞系、离体组织切片培养（TSCs；来自10例患者的14份活检）和患者来源类器官（PDOs；n=2），结合无标记定量LC–MS/MS蛋白质组学、免疫荧光、报告基因和克隆形成等功能实验，证实ERG是PCa DNA修复脆弱性的主调控因子，论文发表在《Journal of Experimental 》。
主要技术方法包括：使用ERG抑制剂（ERGi-USU、VPC-18005）和ERG siRNA在2D/3D培养体系中联合X线照射（2–6 Gy）处理细胞；通过γH2AX/53BP1免疫荧光和中性彗星实验评估DSB修复动力学；采用pEJ-GFP报告系统检测末端连接效率；以2D/3D克隆形成实验（colony formation assay, CFA）测定存活分数；以无标记定量LC–MS/MS蛋白质组学比较ERG抑制前后的蛋白质组变化，结合KEGG和MSigDB Hallmark通路富集分析；用GLuc-ON?启动子报告质粒验证ERG对PARP1、XRCC1、LIG3启动子活性的调控。
ERG抑制损害ERG阳性PCa细胞的DNA DSB修复：ERGi-USU处理VCaP细胞后照射，γH2AX/53BP1 foci在24 h残存增多，并增加致死性染色体畸变和微核细胞，而ERG阴性DU145/BPH1无变化。
siRNA介导的ERG敲低证实ERG在DSB修复中的关键作用：ERG siRNA敲低VCaP后残存foci增加，与ERGi效应一致且不叠加，表明药理学抑制为靶向效应。
ERG抑制选择性增敏ERG阳性PCa细胞：3D软琼脂克隆形成显示ERGi联合照射显著降低VCaP存活，而对DU145、BPH1和正常成纤维细胞无影响。
ERG与PARP抑制汇聚于共同的PARP1依赖性修复通路以增敏ERG阳性PCa细胞：ERGi与奥拉帕利单药均增加残存foci并降低存活，联合无叠加；pEJ报告显示ERGi或PARPi降低约50%末端连接，ERGi联合DNA-PKcs抑制剂几乎完全消除，提示ERG和PARP共享PARP1-EJ通路。
ERG阳性PCa患者组织中ERG抑制介导的DSB修复损伤的离体验证：14份TSCs中3例ERG阳性，ERGi仅增加ERG阳性组织的残存53BP1/γH2AX foci，多数ERG阳性样本为应答者。
ERG抑制改变ERG阳性PCa细胞蛋白质组并抑制DNA修复通路：LC–MS/MS分析显示VCaP中1164个蛋白下调，DNA修复通路富集显著，包括PARP1、LIG3、XRCC1、RAD50等；ERG阳性患者肿瘤蛋白质组亦高表达PARP1-EJ蛋白；GLuc-ON报告证实ERG抑制降低PARP1、XRCC1、LIG3启动子活性52%–67%。
ERG抑制在ERG阳性患者来源PCa类器官中诱导选择性放射增敏：ERG阳性PDO中PARP1-EJ蛋白高表达，ERGi联合3 Gy使存活降低63%，ERG阴性PDO无变化；ERGi与奥拉帕利无叠加。
抑制ERG增强雄激素受体抑制剂在PCa中的治疗疗效：在VCaP球体和ERG阳性PDO中，非细胞毒性浓度ERGi增强阿帕鲁胺和阿比特龙的生长抑制，ERG阴性模型无协同；蛋白质组学显示联合处理下调氧化磷酸化、三羧酸循环等代谢通路蛋白，而非进一步抑制AR信号或DNA修复。
讨论指出，ERG可能通过直接结合DNA、调节EZH2等表观遗传因子和染色质重塑来调控PARP1-EJ基因表达。ERG与AR形成复杂反馈环路并共结合基因组位点，构成ERG阳性肿瘤特有的致癌网络，因此双靶向可能更具疗效。联合ERGi与ARPI的协同效应并非源于对AR信号或DNA修复的进一步抑制，而是与线粒体代谢及能量适应通路下调相关。临床转化仍需解决ERG特异性抑制剂缺乏、患者生物标志物筛选以及与放疗时序优化等问题。
综上所述，研究人员的临床前研究结果将ERG确定为DNA修复通路的主调控因子，支持其临床转化。ERG调控DNA修复机制，并与AR信号和EZH2相互作用，影响肿瘤进展和治疗脆弱性。靶向ERG，特别是与放疗或ARPIs联合，可能破坏肿瘤生存网络、延缓疾病进展并减少耐药性发展。由于近半数PCa过表达ERG，ERG靶向治疗具有广泛的临床潜力。值得注意的是，尽管本研究证实了ERGi在ERG阳性PCa中增强放射敏感性和ARPI敏感性，但尚未充分探索可能限制临床持久性的长期治疗效应、潜在耐药机制或获得性适应。需要进一步研究，特别是在更大、更多样化的患者队列中，以验证所提出治疗策略的有效性和安全性。ERG从分子标志物向临床可干预靶点的演变标志着PCa治疗范式的转变，使得基于DNA修复脆弱性的精准医学方法成为可能。
