划重点
01哈尔滨医科大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表研究论文,发现TRIM21是胰腺癌进展和吉西他滨耐药的关键驱动因素。
02研究结果显示,TRIM21基因敲除在体外和体内均能抑制肿瘤增殖和吉西他滨耐药性。
03通过脂质组学分析,沉默TRIM21可降低花生四烯酸的生成,并抑制铁死亡。
04为此,研究人员筛选出苯扎贝特来阻断TRIM21与EPHX1的相互作用,并验证了其增敏效果。
05该发现为胰腺癌的临床治疗提供了新的有前景的靶点。
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【导读】胰腺癌(PC)进展迅速,以吉西他滨为基础的化疗仅带来了有限的疗效。确定关键驱动因素和治疗靶点具有重要的临床价值。
12月30日,哈尔滨医科大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文,题为“TRIM21 Promotes Tumor Growth and Gemcitabine Resistance in Pancreatic Cancer by Inhibiting EPHX1-Mediated Arachidonic Acid Metabolism”,本研究中,研究人员通过综合分析,确定 TRIM21 是一个有前景的驱动介质。本研究进一步对 TRIM21 进行了实验,结果表明 TRIM21 基因敲除在体外和体内均能抑制肿瘤增殖和吉西他滨耐药性。脂质组学分析显示,沉默 TRIM21 可降低花生四烯酸的生成,并抑制铁死亡。鉴于其靶向潜力,本研究筛选出苯扎贝特来阻断 TRIM21 与 EPHX1 的相互作用,并验证了其增敏效果。总之,TRIM21 通过抑制 EPHX1 介导的花生四烯酸代谢促进胰腺癌的生长和吉西他滨耐药性。这为胰腺癌的临床治疗提供了新的有前景的靶点。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202413674
背景信息
01
胰腺癌(PC)是致死率最高的恶性肿瘤之一,5 年生存率约为 10%,死亡率与发病率之比为 94%。以吉西他滨为基础的疗法仍是晚期胰腺癌的首选治疗方案。然而,临床响应率仅为约 20%,总生存期在 6.7 至 10.1 个月之间。胰腺癌的主要驱动基因包括 KRAS(90%)、TP53(71%)、CDKN2A(24%)和 SMAD4(17%)。尽管这些基因已被证实是胰腺癌中的重要驱动基因,但作为临床药物靶点的治疗潜力仍然有限。因此,进一步阐明驱动胰腺癌恶性进展和吉西他滨耐药的关键事件具有重要的临床价值。
TRIM21 是一种 RING 结构域 E3 泛素连接酶,已被证实可参与多种生物学过程,如肿瘤发生、进展和治疗耐药。TRIM21 通过抑制 p62 泛素化,从而降低 Keap1-Nrf2 抗氧化通路的活性,加速肝癌的进展。TRIM21 使 TIF1γ 降解,并促进活性β-连环蛋白的亚细胞转位,从而推动胶质母细胞瘤的进展。此外,TRIM21 还会影响癌症治疗的耐药性。TRIM21 通过降解 VDAC2 抑制 I 型干扰素反应,从而促进对放疗的耐药。TRIM21 抑制胶质瘤细胞衰老,促进恶性表型,并增强替莫唑胺治疗的耐药性。然而,关于 TRIM21 在胰腺癌中的生物学作用和分子机制的报道却十分有限。
EPHX1作为一种保守的生物转化酶,具有解毒功能。EPHX1 通过催化2-AG分解为游离花生四烯酸(AA)和甘油来调节脂质代谢通路。通常,上皮组织中 2-AG 水平升高,会促进肿瘤发生。EPHX1 Tyr113His 多态性导致的酶活性受损是多种肿瘤的高风险因素。同时,AA 介导的脂质过氧化会诱导肿瘤细胞发生铁死亡,并增强抗肿瘤治疗的效果。因此,维持 EPHX1 的活性对于抑制肿瘤进展和提高抗肿瘤疗效至关重要。
TRIM21 在体内和体外促进胰腺癌的增殖
02
为了研究TRIM21 在胰腺癌细胞中的作用,研究人员建立了BXPC3、SW1990 和 Pan02 细胞系的 TRIM21 过表达(TRIM21-OE)模型,以及 SW1990 和 PANC1 细胞系的 TRIM21 基因敲除(TRIM21-KO)模型。随后,通过 CCK8、集落形成和 EdU 染色实验评估了细胞增殖情况。结果表明,TRIM21 过表达可增强 SW1990 和 BXPC3 细胞的增殖(P < 0.0001)。集落形成实验显示,BXPC3-OE 和 SW1990-OE 细胞的集落数量增加(所有 p < 0.05)。EdU 染色实验证实,TRIM21-OE BXPC3 和 SW1990 细胞的 DNA 复制活性更高(所有 p < 0.001)。相反,功能实验表明,SW1990 和 PANC1 细胞中 TRIM21 的缺失会降低细胞增殖(所有 p < 0.0001)、集落形成能力(P < 0.01)和 DNA 复制活性(所有 p < 0.01)。然而,迁移和伤口愈合实验表明,TRIM21-OE 和 TRIM21-KO 对胰腺癌细胞迁移没有显著影响。在 C57BL/6 胰腺癌原位小鼠模型中,感染了 pLV-TRIM21-luc 病毒的 Pan02 细胞表现出比 pLV-control-luc 细胞更强的生物发光强度。并且TRIM21 过表达组的肿瘤体积大于对照组。这些发现进一步证实了 TRIM21 具有癌基因的功能,在体内和体外均能促进 PC 细胞的增殖。
TRIM21 在体内和体外均促进胰腺癌的增殖TRIM21 在体内和体外均促进胰腺癌的增殖
TRIM21 增强胰腺癌对吉西他滨的耐药性
03
为研究 TRIM21 在胰腺癌(PC)吉西他滨耐药中的作用,研究人员建立了吉西他滨耐药胰腺癌细胞系 BXPC3-GR 和 SW1990-GR。研究人员观察到耐药细胞系中 TRIM21 的 mRNA 和蛋白水平升高。接下来,研究人员从 BXPC3-GR 和 SW1990-GR 细胞系中生成了 TRIM21 基因敲除细胞系。集落形成实验表明,TRIM21 沉默增强了吉西他滨对细胞增殖的抑制作用。CCK-8 检测显示,TRIM21 沉默减弱了胰腺癌细胞对吉西他滨的耐药性。Annexin-V/PI 分析表明,与吉西他滨处理的 NC 细胞相比,TRIM21 基因敲除联合吉西他滨处理增加了凋亡和坏死细胞的比例。研究人员还通过凋亡相关蛋白标志物的变化证实了这一点。同样,研究人员发现,在亲代 BXPC3 和 SW1990 细胞中过表达 TRIM21 与 NC 相比,降低了吉西他滨诱导的细胞凋亡。研究人员证明了 PDX#1 和 PDX#2 对吉西他滨治疗表现出耐药性,而 PDX#3 和 PDX#4 对吉西他滨敏感。与 PDX#1 和 PDX#2 相比,PDX#3 和 PDX#4 显示出更显著的肿瘤体积缩小和肿瘤生长抑制指数(TGI)。吉西他滨治疗后,PDX#1 和 PDX#2 肿瘤组织中 KI67 和 PCNA 的表达无差异,而在 PDX#3 和 PDX#4 中,其表达显著降低。
结论
04
本研究发现 TRIM21 是胰腺癌进展和吉西他滨耐药的关键驱动因素。TRIM21 通过调节 EPHX1 介导的花生四烯酸代谢,在肿瘤生长和化疗耐药中发挥着关键作用。尤其是,研究人员证明了用苯扎贝特抑制 TRIM21 与 EPHX1 的相互作用,可显著提高胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性。这些发现不仅为提高胰腺癌化疗疗效提供了新的视角,也为克服耐药性提供了有前景的策略。
【参考资料】
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202413674
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