双-(二-4-苯基-苄基氨基硫代羰基)二硫化物增敏ABCC2/ALDH3A1过表达的NSCLC细胞对顺铂的敏感性

《Cancer Biology & Therapy》：Bis-(di-4-phenyl-benzylaminethiocarbonyl)disulfide sensitizes ABCC2/ALDH3A1 overexpressing NSCLC cells to cisplatin

　　

背景：肺癌具有复杂的病因病理学，涉及遗传易感性与环境因素的混合作用，最佳治疗方式为手术切除，但在晚期转移阶段无效。因此，尽管受限于固有和/或获得性化疗耐药表型，基于顺铂的化疗仍是晚期非小细胞肺癌（NSCLC）的一线疗法。方法：研究人员使用多种工具验证患者来源的NSCLC样本（GSE102287、GSE43580）及细胞系A549、NCI?H1581（包括各自顺铂耐药变异株）中ABC与ALDH蛋白的mRNA表达及蛋白水平，以验证新合成的双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物——一种无毒的ALDH与ABCC2抑制剂——的顺铂增敏能力。结果：研究人员发现ABCC1、ABCC5、ABCC3、ALDH7A1与ALDH3A1表达水平存在显著分子差异；此外，鉴定出一个相当显著的患者亚群（Z?score?>?1.5），其特征是ABCC2与ALDH3A1过表达。重要的是，在体外，ABCC2与ALDH3A1伴随A549细胞获得顺铂耐药性。双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物可逆转A549顺铂耐药变异株的顺铂耐药性（通过抑制ALDH与ABCC2），但在NCI?H158细胞中无此作用。结论：NSCLC的分子分型对于预测治疗结局至关重要，使得双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物可作为顺铂治疗增强剂，用于具有显著ABCC2与ALDH3A1过表达的NSCLC患者亚群。

该研究发表于《Cancer Biology》。非小细胞肺癌（NSCLC）约占所有肺癌的80%–85%，晚期患者因无法手术而依赖以顺铂为基础的化疗，但固有及获得性化疗耐药严重限制其疗效。耐药机制涉及ATP结合盒（ABC）转运蛋白介导的药物外排、醛脱氢酶（ALDH）相关的癌症干细胞表型等多方面，且NSCLC存在高度分子异质性，不同亚型对治疗反应差异显著，目前缺乏基于分子分型的精准增敏策略。为此，研究人员开展本研究，旨在明确ABC与ALDH家族中与顺铂耐药相关的关键分子，合成靶向上述分子的新型化合物双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物，评估其在ABCC2与ALDH3A1过表达NSCLC模型中逆转顺铂耐药的作用，为精准化疗增敏提供依据。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：基于GEO数据库的患者转录组数据分析（样本队列为GSE102287的66例NSCLC及癌旁组织、GSE43580的150例NSCLC亚型样本），NSCLC细胞系（A549腺癌细胞、NCI?H1581大细胞肺癌细胞及其顺铂耐药变异株）的体外耐药模型构建，蛋白质水平检测（Western immunoblotting与Human Protein Atlas数据库分析），化合物合成与分子对接（AutoDock Vina计算与ABCC2、ALDH的亲和力），细胞活力与顺铂增敏效应评估（WST?1法），以及生存分析（TCGA数据与TIMER2.0平台）。

ABC和ALDH mRNA表达模式在NSCLC及相邻非癌肺组织中：研究人员分析GSE102287数据集发现，肺癌样本中ABCA1、ABCC3、ABCC5的mRNA显著上调，ABCA3、ABCC6、ABCG2在癌旁组织中更低；ALDH4A1、ALDH1B1、ALDH3B2在肺癌中显著上调，而ALDH1A1、ALDH3A1、ALDH3B1在肺癌中显著下调。

ABC和ALDH mRNA表达模式在NSCLC亚型中：基于GSE43580数据集，腺癌（AC）与鳞状细胞癌（SCC）的ABC与ALDH mRNA表达无分期相关性但有亚型差异：AC的ABCC3、ABCC6更高，ABCC1、ABCC5更低；SCC的ABCA1在II期更高；ALDH6A1、ALDH7A1、ALDH3B1在AC中更高，ALDH3A1、ALDH3B2在AC中更低，ALDH1A1在AC I期和II期低于SCC I期。

ABCC2^High亚群的识别与特征：尽管ABCC2平均表达无显著差异，但存在ABCC2高表达亚群（GSE102287 Z?score?>?1.5，GSE43580 Z?score?>?2），其中ALDH3A1与ALDH7A1也显著上调，尤其在SCC中；合并GSE102287与GSE43580分析显示ABCC2与ALDH3A1、ALDH7A1 mRNA表达正相关，但在AC中无显著相关，在SCC中呈负相关。

NSCLC癌样本中ABC和ALDH蛋白水平：Human Protein Atlas分析显示ALDH3A1蛋白在SCC中更高，ALDH7A1在AC中更高，ABCC2蛋白未在NSCLC变体中检测到；TCGA生存分析表明ABCC2高表达不利于AC（log?rank p?=?3.63?×?10^?6），ALDH7A1高表达不利于SCC（log?rank p?=?6.74?×?10^?4），ALDH3A1 mRNA对AC患者5年生存率无显著影响（log?rank p?=?4.27?×?10^?1）。

顺铂耐药与敏感NSCLC细胞系变体中的ABC和ALDH蛋白水平：A549顺铂耐药株（A549CisR）较亲本A549的ALDH3A1约升高25%，ALDH7A1约升高11%，ABCC2约升高25%；NCI?H1581及耐药株中ALDH3A1几乎未检出，ALDH7A1在耐药株约高10%；ABCB1在NCI?H1581CisR与两A549变体中显著上调，ABCC3在NCI?H1581CisR约高40%，ABCC5在亲本NCI?H1581显著更高；GENEVESTIGATOR显示A549的ALDH3A1、ABCC2 mRNA更高，ALDH7A1更低；RadViz分析提示ALDH7A1高表达与非癌组织相关，ABCC3、ABCC5、ABCC2、ALDH3A1与NSCLC样本相关；3?μM双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物对正常支气管上皮细胞HBEC3?KT无显著影响，可使A549CisR的顺铂IC₅₀从150?μM降至80?μM，但对NCI?H1581及耐药株无增敏作用；分子对接显示该化合物与ABCC2跨膜域亲和力?10.1?kcal/mol，与转运通道内域?5.5?kcal/mol，与核苷酸结合域NBD1、NBD2分别为?6.4、?6.1?kcal/mol，可通过抑制ABCC2外排与ALDH3A1活性促进顺铂蓄积与增敏。

讨论部分总结：研究人员指出NSCLC顺铂耐药包含获得性与固有机制，单一标志物不足以预测疗效，需整体分子景观分析；ABCC2属于多药耐药蛋白（MRP）家族，其高表达及特定基因型与铂类疗效降低及不良反应相关；ALDH3A1在特定NSCLC亚群上调并与上皮?间质转化（EMT）及干性维持相关；所合成的双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物通过二硫键连接两个前期有效异硫氰酸酯结构，在A549CisR中因同时存在ABCC2与ALDH3A1过表达而发挥增敏作用，在NCI?H1581因二者低表达无效，可能与耐药细胞代谢重编程导致对ALDH3A1依赖及氧化应激脆弱性有关；该化合物与ABCC2的核苷酸结合域及转运通道内域结合可广泛影响ABC蛋白介导的外排；研究局限性在于GEO数据亚型覆盖不全、体外模型省略体内代谢与转运、分期判定可能存在人为误差及Western blot部分图像技术限制，但关键数据经重复与互补实验支持。

结论部分翻译：由于表型与分子差异，肺癌具有高度异质性，不同NSCLC亚型对同一治疗方案反应不同。研究人员发现存在显著的ABCC2高表达NSCLC患者亚群，其与ALDH3A1表达相关，很可能导致固有或获得性顺铂耐药，提示分子分型十分必要。此外，双?(二?4?苯基?苄基氨基硫代羰基)二硫化物可降低过表达ALDH3A1与ABCC2的A549顺铂耐药细胞的顺铂耐药性，但在ABCC2与ALDH3A1低水平的NCI?H158顺铂耐药变异株中无此作用。研究人员认为，未来临床实践中可通过肿瘤/非肿瘤组织的ABCC2与ALDH3A1 mRNA表达比进行分析，尚需进一步研究该化合物对其他药物及其他癌种的潜在有益影响。

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