Abemaciclib通过抑制CDK/Cyclin介导的Rb磷酸化信号通路发挥抗子宫平滑肌肉瘤作用

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Inhibition of CDK/Cyclin-phospho-Rb signaling by amebaciclib may have an antitumor effect against uterine leiomyosarcoma

　　

平滑肌细胞属于间充质细胞类型，构成子宫体及附件（输卵管和卵巢）的结构框架。子宫平滑肌肉瘤（uterine leiomyosarcoma，uLMS）是一种罕见的恶性子宫间充质肿瘤，起源于子宫体及卵巢的平滑肌层。uLMS是一种高度恶性且侵袭性疾病，目前尚无既定治疗方法。此前，研究人员报道了基因工程小鼠（C57BL/6Lmp2^-/-）在6月龄时自发发生uLMS；至14月龄时，这些小鼠除uLMS外未发生其他常见恶性肿瘤。在本研究中，研究人员调查了人类uLMS细胞的分子特征。迄今为止，在由手术切除的人类uLMS建立的uLMS（SK-LMS）细胞中未观察到LMP2/β1i表达，换言之，LMP2/β1i表达缺失参与人类uLMS的发生。建立LMP2/β1i组成性表达的SK-LMS–LMP2/β1i细胞后，细胞增殖速率降低（Fig. 1a）。因此，研究人员对SK-LMS和SK-LMS–LMP2/β1i细胞进行了微阵列分析（microarray analysis）（Fig. 1a）。与SK-LMS-LMP2细胞相比，SK-LMS细胞显示细胞生长抑制因子（p21cip1、p27kip1和p57kip2）表达较低，而细胞增殖促进因子（细胞周期蛋白D和E）表达较高。SK-LMS–LMP2细胞中LMP2/β1i的持续表达促进了细胞生长抑制因子的表达，并显著降低了细胞增殖促进因子的表达（Fig. 1a）。此外，SK-LMS细胞中细胞周期蛋白E表达减少降低了G0/G1期细胞增殖。

论文解读：

**一、研究背景与目的**

子宫平滑肌肉瘤（uterine leiomyosarcoma，uLMS）是一种罕见的恶性子宫间充质肿瘤，起源于子宫体及卵巢的平滑肌层，具有高度侵袭性且缺乏标准治疗方案。此前的基因工程小鼠（C57BL/6Lmp2^-/-）研究显示，该品系小鼠在6月龄时自发发生uLMS，提示LMP2/β1i缺失与uLMS发病密切相关。在人类uLMS细胞系（SK-LMS）中也观察到LMP2/β1i不表达，进一步支持该分子在uLMS发生中的关键作用。然而，LMP2/β1i缺失如何影响细胞周期调控，以及能否通过靶向细胞周期依赖激酶（CDK）信号通路进行干预，此前尚不清楚。为此，研究人员探讨了LMP2/β1i缺失对uLMS细胞周期相关因子表达的影响，并评估了CDK4/6抑制剂abemaciclib在uLMS中的抗肿瘤活性。该研究发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》。

**二、主要技术方法**

研究人员采用微阵列分析比较SK-LMS与SK-LMS–LMP2/β1i细胞的转录谱；利用Western blot检测CDK/cyclin介导的Rb磷酸化水平；通过免疫缺陷小鼠（BALB/c Slc-nu/nu）异种移植模型评价abemaciclib的体内抑瘤效果；在LMP2/β1i缺陷小鼠（C57BL/6Lmp2^-/-）自发性uLMS模型中开展药物预防实验；并基于日本大学癌症医学部的癌症基因面板检测（FoundationOne^?CDx和FoundationOne^?liquid CDx）数据，对携带细胞周期相关致病性变异（pathogenic variants，PV）的晚期uLMS患者进行小队列生存分析。

**三、研究结果与结论**

1. **LMP2/β1i缺失导致细胞周期调节因子表达异常**
微阵列分析显示，与SK-LMS-LMP2细胞相比，SK-LMS细胞中细胞生长抑制因子（p21cip1、p27kip1、p57kip2）表达降低，而细胞增殖促进因子（cyclin D、cyclin E）表达升高。在SK-LMS细胞中重新表达LMP2/β1i可促进细胞生长抑制因子表达并显著下调细胞增殖促进因子，提示LMP2/β1i通过调节细胞周期G0/G1期检查点影响uLMS细胞增殖。

2. **abemaciclib抑制SK-LMS细胞中CDK/cyclin介导的Rb磷酸化**
Western blot实验表明，与乳腺腺癌细胞（MCF7）类似，abemaciclib处理可减弱培养的uLMS（SK-LMS）细胞中cyclin/CDK介导的Rb磷酸化信号，表明该药物能有效抑制uLMS细胞中G0/G1期关键的CDK/cyclin-Rb通路。

3. **abemaciclib在异种移植模型中抑制SK-LMS肿瘤生长**
将SK-LMS细胞（1.0×10⁶）和MCF7细胞（1.0×10⁶）皮内接种至免疫缺陷BALB/c Slc-nu/nu小鼠背部左侧，随后每5天腹腔注射abemaciclib（20 mg/kg）或溶媒（PBS）。结果发现，abemaciclib可显著抑制SK-LMS细胞增殖，形成的肿瘤体积明显小于溶媒组，且效果与MCF7相似，证明其体内抗uLMS活性确切。

4. **abemaciclib降低LMP2/β1i缺陷小鼠自发性uLMS发生率**
LMP2/β1i缺陷小鼠（C57BL/6Lmp2^-/-）从5月龄至14月龄每周腹腔注射abemaciclib（20 mg/kg，20只）或PBS（20只）。溶媒对照组uLMS发生率为40%（8/20），而abemaciclib组仅为15%（3/20），差异显著。组织病理学显示，abemaciclib治疗的肿瘤细胞出现萎缩和死亡，衰老或凋亡标志物PML染色阳性，而PBS组无该变化，说明abemaciclib通过诱导细胞衰老/凋亡抑制uLMS进展。

5. **临床队列中abemaciclib延长携带细胞周期相关PV的uLMS患者生存期**
在153例接受癌症基因面板检测的晚期或转移性uLMS患者中，共有25例检测到细胞周期G0/G1期诱导因子相关基因（CDK4、CDK6、CDKN2A、CDKN2B）的致病性变异。将这25例患者分为abemaciclib组（12例）和安慰剂组（13例），生存分析显示abemaciclib组中位总生存期（overall survival，OS）为33.4个月，显著高于安慰剂组的14.2个月；12个月生存率分别为77.4%和64.1%。值得注意的是，一例无反应患者（#39）除CDK4扩增（CD4 CN 14）外，还携带Rb基因无义突变（Rbp.320*），提示突变型Rb可能通过不依赖CDK4的方式与E2F形成复合物，从而导致耐药。

**四、讨论与结论**

该研究表明，uLMS中LMP2/β1i缺失导致细胞周期G0/G1期诱导因子（cyclin D、CDK4、cyclin E）过度激活，而abemaciclib作为靶向CDK4/6的G0/G1期抑制剂，在体外、异种移植模型、自发肿瘤小鼠模型以及携带相关PV的晚期uLMS患者中均显示出明确的抗肿瘤效应。尽管临床观察队列规模较小，但未发生严重不良事件。研究人员认为，基于uLMS中癌症基因面板检测结果，针对细胞周期相关致病性变异进行靶向治疗，特别是使用CDK4/6抑制剂，可能成为晚期/转移性uLMS的关键治疗策略之一。