南方医科大学发文：揭示小细胞肺癌化疗耐药治疗新策略
8月13日，南方医科大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“CDK4/6 Inhibitors Impede Chemoresistance and Inhibit Tumor Growth of Small Cell Lung Cancer”，本研究中，本研究通过建立小鼠模型、SCLC细胞系来源的异种移植(CDX)模型和SCLC患者来源的异种移植(PDX)模型来揭示CDK4/6is对SCLC化疗耐药的潜在影响。本研究发现，cdk4 /6是帕博西尼(PD)或瑞博西尼(LEE)联合化疗药物显著抑制SCLC肿瘤生长。从机制上讲，cdk4 /6在SCLC中不通过典型的(RB)依赖轴发挥作用。cdk4 /6通过ambra1 -溶酶体信号通路诱导损伤性自噬。AMBRA1蛋白表达上调导致CDK6通过自噬降解，随后TFEB和TFE3核易位抑制导致溶酶体相关基因水平下调。此外，研究人员发现CDK6在SCLC肿瘤中的表达高于正常组织，并与SCLC患者的生存和预后相关。最后，这些发现表明，CDK4/6is联合化疗可能是SCLC患者的潜在治疗选择。
背景知识
SCLC是一种侵袭性疾病，约占肺癌病例的15%。SCLC是一种预后较差的恶性肿瘤，具有快速生长、早期转移扩散和初始治疗反应性的特点。转移性SCLC的主要一线治疗是化疗，通常是铂类和依托泊苷或伊立替康联合治疗。对于非转移性疾病，诱导放化疗后无转移的患者应考虑预防性脑照射。SCLC患者对一线铂类化疗非常敏感，超过50%的患者有效。然而，在短暂的缓解后，临床试验中的中位无进展生存期不到5个月。作为一种神经内分泌程序性肿瘤，SCLC在病理学和分子生物学上均不同于其他肺癌类型。TP53和RB1的失活是SCLC常见的遗传学改变。其他信号通路如Notch信号、活化B细胞的核因子K轻链增强子信号也常被中断。SCLC的高突变负荷可能为其治疗干预提供机会。
CDK4/6的药物抑制剂在乳腺癌和其他类型癌症患者中显示出有前景的疗效。CDK4/6抑制剂的主要作用机制是抑制RB1蛋白磷酸化和诱导细胞周期阻滞。最近的研究表明，CDK4/6抑制剂可通过其他方式改变癌细胞生物学，如调节丝裂原激酶信号的调节、增强癌细胞的免疫原性和诱导癌细胞的衰老表型。然而，几乎所有的信号都是通过介导RB1的功能来促进细胞周期进程的，而RB1的功能是通过细胞周期蛋白-CDK复合物的单磷酸化和随后的过度磷酸化来实现的。最近，一项研究表明，在接受化疗的SCLC患者中，CDK4/6抑制可通过增强T细胞活化来增强化疗疗效。然而，一项临床研究表明，化疗前给予CDK4/6抑制剂改善了患者的健康相关生活质量，而对广泛期小细胞肺癌的化疗无影响。除了诱导细胞周期阻滞，CDK4/6抑制剂发挥抗肿瘤活性的其他机制需要阐明。
细胞周期蛋白依赖激酶6参与SCLC化疗耐药
为了评估耐药SCLC细胞的基因表达谱，研究人员首先进行了mRNA测序并鉴定了5374个差异表达基因。与H69细胞相比，H69AR细胞中1307个基因表达上调，3067个基因表达下调。与H69细胞相比，CDK6是H69AR细胞中上调的基因之一，研究人员通过qPCR和蛋白质免疫印迹验证了部分上调的mRNA结果。研究人员进行了qPCR分析，发现与H69和H446细胞相比，CDK6, CDK4, RB1和Cyclin D1在H69AR和H446DDP细胞中上调。为了验证CDK4/6抑制剂与化疗药物之间的协同作用，研究人员进行了这些药物之间的协同分析。结果表明，PD和LEE均与VP16有协同作用。在H69、H446和H446DDP中，PD和LEE与VP16的协同效应见图S1C。为了进一步证实RNA测序结果，研究人员进行了蛋白质印迹实验，发现与H69和H446细胞相比，H69AR和H446DDP细胞中CDK6蛋白表达上调，而CDK4蛋白表达没有上调。为了揭示CDK6在SCLC化疗耐药中的作用，研究人员使用CRISPR敲除质粒(CDK6 sgRNA)和CDK6 siRNA敲除CDK6。转染CDK6 sgRNA质粒和CDK6 siRNA后，研究人员使用化疗药物处理细胞。结果显示，在H69AR细胞中，CDK6敲除或敲低可显著降低化疗药物的IC50值。同时，在H69细胞中使用腺病毒过表达CDK6, CDK6过表达增加了H69细胞中化疗药物的IC50值。CDK6敲低降低了化疗处理的H446DDP细胞的IC50值，而CDK6过表达增加了化疗处理的H446细胞的IC50值。随后，研究人员在化疗处理的细胞中检测细胞活力，结果表明SCLC化疗耐药细胞对化疗药物耐药，导致更高的IC50值。CDK4/6抑制剂的主要作用是通过细胞周期蛋白- CDK复合物的单磷酸化和随后的过度磷酸化来介导RB1的功能。作为一种RB1失活的细胞类型，SCLC细胞似乎不是CDK4/6抑制剂的靶点。意外的是，PD(0.5µm)或LEE(0.8µm)不仅下调了化疗药物对H69AR和H446DDP细胞的IC50值，而且下调了H69和H446细胞的IC50值。PD和LEE是一系列1- h -吡唑-3-碳卡胺衍生物的一部分，已对其CDK抑制活性进行了评估。研究人员进行了蛋白质印迹分析，发现PD或LEE处理诱导的CDK6蛋白表达下调具有时间依赖性。这提示CDK6参与SCLC化疗耐药的发生，靶向CDK6可能在体外逆转SCLC化疗耐药。
细胞周期蛋白依赖激酶6参与了SCLC的化疗耐药
研究小结
总之，研究人员提供了有力的证据证明CDK4/6抑制剂能够抑制小细胞肺癌的化疗耐药性。研究人员还证明，CDK4/6抑制剂通过破坏溶酶体功能导致化疗耐药的小细胞肺癌细胞死亡。研究人员提供了证据证明CDK4/6抑制剂能够克服小细胞肺癌细胞的化疗耐药性，并证实CDK4/6抑制剂在溶酶体活动中发挥着重要作用。这些发现为CDK4/6抑制剂在小细胞肺癌患者中的应用提供了基本机制支持，这可能是逆转小细胞肺癌化疗耐药性的一种可能的治疗方法。
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