山东大学齐鲁医院团队在靶向结直肠癌方面取得新成果

重大进展！山东大学齐鲁医院团队在靶向结直肠癌方面取得新成果

6月30日，山东大学齐鲁医院研究团队在《Cell Death & Disease》上发表题为“Anastasis enhances metastasis and chemoresistance of colorectal cancer cells through upregulating cIAP2/NFκB signaling”的研究论文，证明结直肠癌细胞在短暂暴露于化疗药物后可以进行吻合。我们使用谱系追踪系统标记和分离在药物治疗中经历刽子手半胱天冬酶激活的细胞，表明吻合术可使结直肠癌细胞增强迁移，转移和化疗抗性。

https://www.nature.com/articles/s41419-023-05916-8#Sec17

研究背景

 01 

结直肠癌是世界第三大常见癌症，死亡率排名第二。化疗旨在杀死癌细胞，是结直肠癌治疗的常见策略。然而，一些癌细胞设法在化疗后存活并繁殖，导致癌症复发和转移。尽管先前报道了许多机制，包括药物代谢改变、异常基因调控、癌症干细胞和细胞死亡程序改变，都有助于化疗耐药，但其潜在机制尚不清楚。

化疗消除癌细胞的一个重要策略是细胞凋亡。半胱天冬酶是一组半胱氨酸蛋白酶，是细胞凋亡的关键介质。刽子手半胱天冬酶的激活导致多种底物的切割并最终导致细胞解解，曾被认为是细胞凋亡过程中的“不归路”。近年来，越来越多的证据表明，即使在刽子手半胱天冬酶通过一种称为吻合的过程激活后，细胞也能存活凋亡应激。据报道，一组哺乳动物细胞系在暴露于乙醇、星形孢素、死亡受体配体和化疗药物等化学应激后，应激诱导的刽子手半胱天冬酶活化导致吻合或存活。对乳腺癌细胞、黑色素瘤细胞、宫颈癌细胞和卵巢癌细胞的研究表明，吻合术赋予癌细胞一些新的特征。例如，非静态乳腺癌细胞和宫颈癌细胞表现出增加的耐药性和迁移。在短暂tBid过表达或暴露于化疗药物达卡巴嗪诱导的刽子半胱天冬酶激活后存活的黑色素瘤细胞显示体外细胞迁移和体内转移升高。

研究进展

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在这项研究中，使用谱系追踪系统标记和分离经历过刽子手半胱天冬酶激活的细胞及其后代，我们证明了非静态结直肠癌细胞通过升高的cIAP2表达和NFκB活性获得增强的迁移，转移和化学抗性。此外，我们表明NFκB活化和cIAP2表达都是由化疗药物诱导的，并且对于吻合至关重要。

为了研究结直肠癌细胞是否可以在化疗诱导的刽子手半胱天冬酶激活中存活下来，我们生成了携带mCasExpress传感器（指定为HCT-116CasE）的HCT-116细胞。mCasExpress由刽子手半胱天冬酶激活的DNA重组酶FLP（Lyn11-NES-DEVD-FLP）和FLP活性报告基因（FRT-STOP-FRT-ZsGreen）组成。mCasExpress可以用绿色荧光标记经历过刽子半胱天冬酶活化的细胞及其子细胞。刽子手半胱天冬酶激活的FLP在多西环素（DOX）诱导启动子的控制下表达。吻合被定义为刽子手半胱天冬酶活化后存活，以响应短暂的应激，当持续存在时可杀死大多数细胞。紫杉醇（PTX）和5'-氟尿嘧啶（5FU）是临床上常用的化疗药物。用20nM PTX或0.5μM 5FU处理在96小时内杀死超过90%的HCT-116CasE细胞。

因此，我们首先评估了HCT-116CasE细胞在瞬时暴露于20nM PTX或0.5μM 5FU后是否可以进行吻合。我们用PTX处理HCT-116CasE细胞24小时或用5FU处理12小时，然后取出药物以使细胞恢复。24 h PTX处理或12 h 5FU处理足以诱导HCT-116CasE细胞中的刽子手半胱天冬酶活化和凋亡。恢复48小时后，约12%的PTX或5FU处理的细胞为ZsGreen，而在对照组中，<0.1%的细胞为ZsGreen。实时成像显示，一些带有绿色荧光的缩小细胞在去除PTX或5FU后逐渐扩散并存活，表明正在进行吻合。用半胱天冬酶抑制剂Z-DEVD-fmk（Z-DEVD）或敲低CASP3或/和CASP7治疗在PTX处理恢复48小时后显著降低了ZsGreen细胞的百分比，表明ZsGreen细胞是从PTX诱导的刽子手半胱天冬酶激活中存活的细胞。在PTX处理后回收的HT-29++++CasE细胞中也观察到吻合，和HT-29CasE和HCT-116CasE细胞在用另外两种化疗药物伊立替康和奥沙利铂处理后恢复，表明吻合可能是化疗药物治疗后结直肠癌细胞的常见反应。

用化疗药物治疗后，结直肠癌细胞会发生吻合。

研究意义

 03 

总之，我们报道了结直肠癌细胞在暴露于化疗药物后通过上调cIAP2和激活NFκB存活。cIAP2和NFκB之间的正反馈回路在静质细胞中维持高水平的cIAP2表达和NFκB活性，赋予它们更多的迁移性。我们的研究表明cIAP2 / NFκB和吻合是化疗后转移的重要调节因子。

参考资料：https://www.nature.com/articles/s41419-023-05916-8#Sec17

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。