南京中医药大学合作发文：临床治疗胰腺癌耐药有前景的靶点
10月18日，南京中医药大学与山东第一医科大学（山东省医学科学院）研究人员合作共同在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“The interaction between UBR7 and PRMT5 drives PDAC resistance to gemcitabine by regulating glycolysis and immune microenvironment”。本研究中，研究人员进行了ATAC-seq、ChIP-seq和RNA-seq，以比较有或无吉西他滨耐药的胰腺癌患者来源的肿瘤异种移植（PDX）模型中的染色质可及性和基因表达。通过分析这些测序数据，研究人员发现在吉西他滨耐药组织的PDX模型中，染色质可及性发生了显著变化，并确定了一个在介导吉西他滨耐药中起重要作用的关键基因UBR7。进一步的研究发现，UBR7的缺失显著增加了胰腺癌的发生和免疫抑制微环境。机制上，敲除UBR7增加了PRMT5的稳定性，从而促进了胰腺癌细胞的糖酵解。最后，一种阻断PRMT5的抑制剂（DS-437）显著降低了由UBR7缺失引起的胰腺癌对吉西他滨的耐药性。综上所述，本研究结果表明UBR7-PRMT5轴是PDAC的关键代谢调节因子，并有望成为临床治疗PDAC吉西他滨耐药的靶点。
背景信息
PDAC的发病率在全球范围内均呈上升趋势。尽管目前有最好的治疗方法，但病死率仍高达90%，迫切需要寻找有效的治疗方法。目前对化疗、手术、靶向治疗等标准治疗的长期缓解仍然匮乏，这强调了对新方法的需求。吉西他滨仍是胰腺癌的一线标准治疗方案。然而，随着化疗药物的使用，胰腺癌患者常发生耐药和不敏感，导致患者预后和生存极差。研究表明，多种机制参与调控胰腺癌对吉西他滨的耐药，包括非编码RNA、转录因子和胰腺癌微环境等。
除了获得导致耐药的基因突变外，越来越多的证据提示表观遗传机制也与这一过程密切相关。H3K27ac是提示染色质活性区域的组蛋白乙酰化修饰。在对间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase， ALK）抑制剂耐药的间变性淋巴瘤中发现H3K27ac显著改变，从而重塑耐药诱导的mirna和mrna的表达水平。此外，KDM5A通过去除组蛋白甲基化，增加多种抗癌药物的耐药性，包括乳腺癌对厄洛替尼的耐药性和肺癌细胞对吉非替尼的耐药性。然而，在对吉西他滨耐药的PDAC中，表观遗传调控系统仍有许多未知，如表观遗传可塑性和转录调控。
UBR7通过调控PRMT5的表达介导胰腺癌对吉西他滨的耐药
为了证明UBR7缺失促进胰腺癌进展和耐药是否与调控PRMT5的表达有关，研究人员在PANC-1-GEM细胞中过表达UBR7，并同时过表达UBR7和PRMT5，然后将细胞移植到裸鼠皮下。研究人员发现过表达UBR7能有效缩小肿瘤体积，而同时过表达PRMT5后的肿瘤重量更大。蛋白质免疫印迹试验（Western Blot）表明，在UBR7功能丧失后，PRMT5表达增加。克隆形成实验进一步证实PRMT5可逆转UBR7过表达引起的PANC-1-GEM细胞对GEM的敏感性。在敲低ubr7的AsPC-1细胞中敲低PRMT5的表达，并检测GEM处理48 h后的细胞活力。敲低PRMT5可逆转PANC-1-GEM细胞对UBR7缺失引起的GEM耐药性。克隆形成实验进一步证实了AsPC-1细胞的这一结果。综上所述，这些结果表明UBR7通过调控PRMT5的表达调控胰腺癌的进展和GEM耐药。
UBR7通过调控PRMT5的表达介导胰腺癌对吉西他滨的耐药
UBR7缺失影响PDAC的免疫应答
胰腺癌处于免疫抑制微环境中。因此，研究人员进一步探索UBR7敲除对PDAC肿瘤微环境的潜在影响。研究人员使用scRNA-seq分析KC和KC。KC、Ubr7-/-肿瘤中髓系细胞、T细胞、B细胞均发生明显改变。KC；Ubr7-/-肿瘤表现出髓源性抑制细胞（MDSCs）数量的增加和T/B淋巴细胞的减少，这与KC；Ubr7-/-肿瘤的加速进展有关。研究人员对KC和KC；Ubr7 - / -小鼠的两个晚期PDAC切片进行CD206、CD3和CD45R免疫组化染色，进一步证实KC；Ubr7 - / -小鼠肿瘤中M2型巨噬细胞增多，T淋巴细胞减少。流式细胞术分析KC；Ubr7-/-肿瘤的免疫细胞组成（M2巨噬细胞增加，T/B细胞减少）也观察到与KC肿瘤一致的结果。
为了进一步分析耗尽的UBR7对胰腺癌组织微环境中免疫细胞的影响，研究人员对T细胞进行了细化的亚群分析。其中，研究人员发现与KC肿瘤组织相比，KC；Ubr7-/-肿瘤组织中Treg细胞显著增加。这一结果提示Tregs可能增加了KC；Ubr7 - / -肿瘤组织的免疫抑制微环境。此外，研究人员还发现KC；Ubr7 - / -小鼠肿瘤组织中CD4+和CD8+ T细胞分泌的PD-1、颗粒酶B、CD107a和TNF-α水平显著降低。这些结果表明，敲除UBR7可能通过改变抗肿瘤免疫微环境促进PDAC的肿瘤发生。
抑制PRMT5可有效逆转PDAC细胞对GEM的耐药
研究人员发现，敲除UBR7稳定了PRMT5蛋白，增加了细胞中的糖酵解，并促进了T细胞的敲除。研究人员进一步探索了PRMT5抑制剂（DS-437）和GEM治疗的联合是否能缓解UBR7低表达的GEM耐药肿瘤的生长。研究人员将Pano2-shUBR7细胞接种至C57BL/6小鼠皮下获得肿瘤组织，分别给予DS-437或GEM处理。敲除UBR7增加了PDAC细胞对GEM的不敏感性。此外，与GEM组相比，DS-437联合GEM组的肿瘤体积进一步缩小。研究人员进一步观察到，抑制PRMT5恢复了耗竭的CD8+ T细胞的功能，表现为PD-1+ CD8+ T细胞的百分比下降。综上所述，这些结果表明，抑制PRMT5活性恢复了耗竭的CD8+ T细胞的功能，并有效抑制了PDAC细胞中UBR7缺失导致的胰腺癌发生和GEM耐药。
结论
本研究阐明的UBR7-PRMT5调控糖酵解的机制可能为胰腺癌耐药和免疫抑制微环境的形成提供潜在的解释。此外，在对吉西他滨耐药的ubr7缺失胰腺癌患者中，本研究为阻断prmt5介导的糖酵解的临床治疗方案提供了理论基础。
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