05
2023-05
Citation
引文
膀胱癌（BCa）是泌尿系統(tǒng)中常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，順鉑是膀胱癌治療中的常用方案之一。然而，在實(shí)際治療過(guò)程中常因順鉑耐藥影響膀胱癌治療效果。
近日，中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院林天歆/陳旭團(tuán)隊(duì)在美國(guó)癌癥研究學(xué)會(huì)（American Association for Cancer Research）旗艦期刊Cancer Research雜志上發(fā)表題為NAT10 drives cisplatin chemoresis-tance by enhancing ac4C-associated DNA repair in bladder cancer的研究成果，首次揭示了NAT10介導(dǎo)的調(diào)控mRNA終止密碼子附近的ac4C來(lái)提高mRNA的穩(wěn)定性，為NAT10作為克服BCa中順鉑耐藥的治療靶點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)。
研究背景
諸多證據(jù)表明，RNA修飾在腫瘤治療耐藥中發(fā)揮重要作用。以順鉑為基礎(chǔ)的化療是肌層浸潤(rùn)性膀胱癌（MIBC）新輔助治療和輔助治療的一線方案。然而，大約40%患者在根治性膀胱切除術(shù)后復(fù)發(fā)并導(dǎo)致多數(shù)患者死亡。因此，探究膀胱癌對(duì)順鉑耐藥的表觀轉(zhuǎn)錄學(xué)機(jī)制對(duì)提升膀胱癌治療有效率至關(guān)重要。
研究思路
通過(guò)超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法、基因敲除等實(shí)驗(yàn)方法分析NAT10靶點(diǎn)與順鉑耐藥的相關(guān)性。并由精科醫(yī)學(xué)李宏教授團(tuán)隊(duì)協(xié)助構(gòu)建與患者膀胱癌的組織結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特征高度相似的類(lèi)器官（Bladder cancer-derived organoid; BCDO），利用包括BCDO在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)治療模型測(cè)試NAT10抑制劑Remodelin與順鉑聯(lián)用的藥效。
研究結(jié)果
01
RNA修飾與順鉑化療的關(guān)系
超高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)細(xì)胞和腫瘤組織中RNA修飾水平的結(jié)果表明，順鉑能夠誘導(dǎo)ac4C修飾水平上調(diào)，且ac4C修飾水平與膀胱癌化療耐藥呈相關(guān)性。證明了NAT10介導(dǎo)ac4C修飾是由順鉑所誘導(dǎo)且與BCa化療耐藥呈正相關(guān)。
02
NAT10介導(dǎo)的ac4C調(diào)控機(jī)制
聯(lián)合acRIP-seq及RNA-seq的下游靶基因鑒定結(jié)果表明，NAT10通過(guò)直接與“CXX”序列位點(diǎn)相互作用催化ac4C對(duì)mRNA的修飾；免疫共沉淀檢測(cè)結(jié)果進(jìn)一步證明NAT10通過(guò)阻止核酸酶的消化來(lái)招募HNRNPQ和THRAP3來(lái)增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。
03
NAT10與BCa細(xì)胞體外耐藥
體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及體內(nèi)化療動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NAT10基因敲低后的膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性顯著提升。隨后通過(guò)免疫共沉淀和基因敲除實(shí)驗(yàn) ，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)AHNAK調(diào)節(jié)的DNA損傷修復(fù)是NAT10誘導(dǎo)BCa順鉑耐藥性所必需的——NAT10調(diào)節(jié)的AHNAK通過(guò)將LIG4和XRCC4募集到染色質(zhì)以加強(qiáng)DNA損傷修復(fù)來(lái)促進(jìn)順鉑耐藥性。
圖1 體內(nèi)化學(xué)療法測(cè)定模型的建立示意圖
圖2 手術(shù)切除腫瘤后各組的代表性圖像
04
NAT10抑制劑：Remodelin
Remodelin作為NAT10抑制劑以劑量依賴(lài)的方式顯著抑制NAT10表達(dá)從而抑制BCa細(xì)胞的活性。研究者通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、小鼠皮下化療耐藥模型 、小鼠膀胱癌原位動(dòng)物模型、膀胱癌類(lèi)器官模型等證實(shí)了NAT10抑制劑Remodelin能夠增強(qiáng)BCa細(xì)胞對(duì)順鉑化療的敏感性，是一種能夠改善順鉑療效的極具前景的藥物。
圖3 基于膀胱癌類(lèi)器官的藥效檢測(cè)結(jié)果顯示：
1）NAT10抑制劑Remodelin以劑量相關(guān)性方式抑制類(lèi)器官內(nèi)腫瘤細(xì)胞增殖（上圖）；
2）Remodelin與順鉑聯(lián)用能有效誘導(dǎo)順鉑耐藥膀胱癌類(lèi)器官細(xì)胞凋亡（下圖）。
圖4 NAT10介導(dǎo)的ac4C修飾促進(jìn)BCa順鉑耐藥性的模型
總結(jié)
膀胱癌最為常見(jiàn)的泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤每年在全球范圍內(nèi)造成數(shù)十萬(wàn)計(jì)的新發(fā)病例與死亡。順鉑雖然是BCa的一線治療選擇，但大多數(shù)患者在治療周期后都會(huì)對(duì)順鉑產(chǎn)生耐藥并遭受腫瘤復(fù)發(fā)的困擾。本研究揭示了NAT10過(guò)度表達(dá)與BAc化療耐藥、復(fù)發(fā)和不良預(yù)后的相關(guān)性。最終發(fā)現(xiàn)了NAT10抑制劑Remodelin與順鉑對(duì)聯(lián)用顯著增加了治療效果，驗(yàn)證了其是一種潛在的、有效的化學(xué)耐藥BCa治療藥物。
熱評(píng):
腫瘤耐藥問(wèn)題一直是困擾臨床治療的重大挑戰(zhàn)，林天歆教授團(tuán)隊(duì)利用多個(gè)實(shí)驗(yàn)治療模型揭示了膀胱癌順鉑耐藥機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了Remodelin這一具有前景的改善順鉑療效的藥物。
近幾年，期刊上也出現(xiàn)了更多借助類(lèi)器官模型輔助研究的高質(zhì)量科研文章。作為一種能夠很好地還原患者腫瘤異質(zhì)性的體外3D模型，患者來(lái)源的腫瘤類(lèi)器官近年來(lái)越來(lái)越多被應(yīng)用在疾病機(jī)制模型研究，個(gè)體化精準(zhǔn)治療、新藥研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域。我們相信隨著類(lèi)器官技術(shù)的突破與經(jīng)驗(yàn)的積累，類(lèi)器官平臺(tái)未來(lái)一定會(huì)為科研、臨床、藥研等領(lǐng)域做出更大貢獻(xiàn)。
精科亮點(diǎn)
精科醫(yī)學(xué)作為中國(guó)腫瘤類(lèi)器官技術(shù)轉(zhuǎn)化先行者，我們?cè)陬?lèi)器官培養(yǎng)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，涵蓋了乳腺癌、肺癌、胃腸癌、肝癌、膀胱癌、前列腺癌、腎癌、甲狀腺癌、卵巢癌、宮頸癌、骨肉瘤以及腦腫瘤等多種實(shí)體腫瘤。其中基于活檢組織的微量建模培養(yǎng)成功率極高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)穿刺標(biāo)本的“一樣兩檢”（類(lèi)器官藥敏＋NGS）。精科擁有自主研發(fā)的類(lèi)器官培養(yǎng)技術(shù)和試劑盒，能夠有效地延長(zhǎng)樣本保護(hù)期，擴(kuò)大地域覆蓋面。此外我們還和多家醫(yī)院和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展科研與臨床合作。目前我們已經(jīng)在類(lèi)器官建模方法、類(lèi)器官鑒定、藥物敏感性檢測(cè)方法、類(lèi)器官共培養(yǎng)等多個(gè)重要技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，并參與制定中國(guó)首個(gè)乳腺類(lèi)器官團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)：
[1] Ruihui Xie, Liang Cheng, Ming Huang, Lin Huang, Ziyue Chen, Qiang Zhang, Hong Li, Junlin Lu, Hongjin Wang, Qianghua Zhou, Jian Huang, Xu Chen, Tianxin Lin; NAT10 drives cisplatin chemoresistance by enhancing ac4C-associated DNA repair in bladder cancer. Cancer Res 2023
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