CCR:科学家首次发现,耐药卵巢癌能细胞“催眠”同伙,促进周围癌细胞集体耐药!

  • 2023-03-24 18:00:30 健康一线
  • 陈更
  • 健康

卵巢癌是女性常见恶性肿瘤之一。由于卵巢位于盆腔较深部,缺乏早期筛查方法,多数患者确诊时已是晚期,具有病程复杂,易复发,远期生存率低等特点。因此,卵巢癌成为了女性生殖道肿瘤诊治中的“硬骨头”。

手术和化疗是卵巢癌的常规治疗手段,其中约70%的患者经化疗后能够实现缓解,但大部分患者仍会对化疗药物耐药,最终导致卵巢癌治疗失败,但目前尚无较好的方法可以解决耐药问题。

不过近日,美国匹兹堡大学Ronald Buckanovich教授团队发表于癌症领域著名期刊Clinical Cancer Research的最新研究[1],为克服卵巢癌耐药带来了希望。该研究发现,化疗可通过激活转录因子NFATC4,使静止态卵巢癌细胞分泌大量卵泡抑制素(follistatin, FST),从而促进周围肿瘤细胞耐药;而靶向FST在临床前研究中逆转了卵巢癌细胞的耐药,并提高了卵巢癌小鼠模型的存活率和生存期。

CCR:科学家首次发现,耐药卵巢癌能细胞“催眠”同伙,促进周围癌细胞集体耐药!

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在肿瘤中,有部分暂停增殖、处于G0期的细胞,被称为静止态癌细胞。由于化疗主要针对快速分裂的细胞,静止态癌细胞由于分裂缓慢而对化疗药物耐受,既往研究已经证明,静止态癌细胞在多种癌症的耐药中扮演了重要角色[2]。

静止态癌细胞在卵巢癌的化疗耐药中也起到重要作用[3]。Buckanovich教授团队在此前的工作中发现,转录因子NFATC4在卵巢癌肿瘤干细胞中高表达,化疗可激活NFATC4入核促进其发挥转录调控作用[4],从而诱导细胞进入静止状态并发生耐药。但是,其中的具体机制尚不清楚。

因此,研究团队这次首先通过体外实验,鉴定出受NFATC4调控的141个靶基因,其中RCAN1, CNN1, COL3A1, FST和ANO1的mRNA表达量上调最为明显。考虑到FST在卵巢的发育和功能中具有重要作用[5],并且临床发现卵巢癌患者血清中的FST也出现升高[6],研究团队决定探索NFATC4下游靶点FST的作用。

体外细胞实验证实,NFATC4确实能调控FST蛋白表达,且对高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)患者肿瘤组织中,不同分裂速度的癌细胞进行比较时,发现静止态癌细胞中FST表达量显著增高(P<0.01),可达到快速分裂细胞的23倍,由此可见,NFATC4对FST的调控作用主要发生于静止态肿瘤细胞中。

用化疗药物顺铂或紫杉醇处理不同卵巢癌细胞系,可导致FST的mRNA表达量增加10-72倍,导致FST的蛋白表达量增加4-50倍,且静止态癌细胞是FST增加的主要来源,这部分细胞的FST分泌量大约是正常分裂癌细胞的3倍。

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不同化疗药物(紫杉醇,Taxol;顺铂,Ciplatin)处理后不同卵巢癌细胞系FST分泌量的变化情况

同时,在卵巢癌肿瘤模型小鼠上也观察到化疗促进FST分泌的现象。那么这些大量分泌的FST,到底有什么用呢?

研究显示,高浓度FST处理可导致体外培养的卵巢癌细胞数量明显减少(P<0.001);进一步的分析发现,FST对细胞生长的影响是由于抑制增殖,且仅对快速分裂的细胞增殖产生明显作用,并不影响静止态癌细胞。

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不同浓度FST对不同卵巢癌细胞生长的影响

前面提到过,许多化疗药物主要针对的是快速分裂的癌细胞,而一旦细胞增殖速度减慢,药效肯定会大打折扣!

果然,研究团队发现FST能促进化疗耐药:与单独使用紫杉醇相比,联合FST处理时肿瘤细胞存活数量可提高1.5-2.5倍(P<0.05)。使用顺铂进行实验也得到相似结果,机制分析则显示,FST可通过ATF2信号转导通路促进化疗耐药。

值得一提的是,研究者们还通过细胞共培养实验证明,静止态癌细胞产生的FST可以旁分泌的方式,抑制其邻近快速分裂癌细胞的增殖。打个比方来说,静止态癌细胞就像花的花芯,而相邻的细胞就像花瓣,当化疗药物来袭时,静止态癌细胞就分泌FST来保护整个“花朵”。

在此过程中,更多的肿瘤细胞会进入静止状态,并进一步影响其周围更多的细胞,越来越多的耐药细胞也就随之产生,最终导致癌症复发。

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FST可促进化疗药物(紫杉醇,Taxol;顺铂,Cisplatin)发生耐药

接下来,研究团队尝试将FST作为治疗靶点,使用FST中和抗体或CRISPR-Cas9敲除FST,均能显著增加卵巢癌细胞对化疗药物的敏感性(P<0.01);而为进一步评估敲除FST在体内的作用,研究者建立了卵巢癌移植瘤小鼠模型,并用紫杉醇进行治疗,结果显示,相比野生型小鼠,注射FST-KO细胞的小鼠存活率显著提高(P<0.0001),总生存期也明显延长。

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在化疗药物治疗同时FST敲除对移植瘤小鼠存活率和生存期的影响

最后,研究团队还比较了化疗前后卵巢癌患者体内FST的变化情况:与化疗前相比,患者FST水平在化疗后24小时后增加了1-3倍;而对数百名卵巢癌患者的TCGA数据分析发现,高水平FST与较低的生存率相关,表明FST也有望作为逆转人卵巢癌耐药的新靶点。

总的来说,这项研究报告了一种新的化疗耐药机制,即化疗可促进静止态卵巢癌细胞表达大量FST,并以旁分泌的方式影响其邻近肿瘤细胞的增殖和耐药。通过敲除FST或使用FST中和抗体可提高肿瘤细胞或小鼠肿瘤模型对化疗药物的敏感性。

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FST介导的卵巢癌化疗耐药模式图

本次研究对卵巢癌的治疗具有重要意义,化疗目前仍是不可手术卵巢癌的有效治疗手段,减少耐药和复发将大大改善患者预后,而且FST是一种分泌性蛋白,因此是中和抗体的理想靶点,期待相关抗体药物能早日被成功研发出来。

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