胰腺癌患者的潛在治療靶點

本研究中，研究人員將GALNT5確定為FOLFIRINOX方案耐藥的重要調(diào)節(jié)因子和潛在的治療靶點。通過克隆形成試驗和流式細(xì)胞術(shù)，研究人員探究了GALNT5在PDAC細(xì)胞增殖和凋亡中的作用。通過RNA-seq和GSEA（基因集富集分析），研究人員揭示了潛在的機制。通過蛋白質(zhì)免疫印跡實驗、實時PCR和免疫熒光，驗證了相關(guān)途徑。研究人員建立了小鼠原位異種移植PDAC模型，以在體內(nèi)研究GALNT5的功能。GALNT5在PDAC組織中高度表達(dá)，并預(yù)測PDAC患者的預(yù)后不良。PDAC細(xì)胞中GALNT5的上調(diào)通過抑制DNA損傷，賦予了PDAC對FOLFIRINOX的耐藥性。此外，GALNT5與MYH9相互作用，參與NOTCH通路的激活，從而阻礙FOI引起的DNA損傷。在體內(nèi)驗證了GALNT5促進(jìn)FOLFIRINOX耐藥的功能。在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)在PDAC中異常高表達(dá)的GALNT5通過與MYH9相互作用，參與激活NOTCH通路，從而抑制DDR，達(dá)到對FOLFIRINOX耐藥的目的，并導(dǎo)致不良預(yù)后。研究人員發(fā)現(xiàn)GALNT5可能是對FOLFIRINOX化療產(chǎn)生耐藥性的PDAC患者的一個潛在治療靶點。

背景信息

 01 

胰腺癌是惡性程度高的腫瘤之一，在中國惡性腫瘤發(fā)病率中排名第8位，是全球第7大癌癥致死原因，預(yù)計在未來20年中，胰腺導(dǎo)管腺癌將成為第二大癌癥致死原因。胰腺癌的傳統(tǒng)治療方法主要包括手術(shù)切除、化療和放療。對于可切除的胰腺癌，手術(shù)是首的治療方案。然而，胰腺癌病例往往在早期就伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或遠(yuǎn)處器官轉(zhuǎn)移，當(dāng)時僅有不到20%的患者有機會接受手術(shù)治療。對于邊界可切除（BR）和局部晚期（LA）胰腺癌，通過化療等手段將其轉(zhuǎn)化為可切除的胰腺癌，以爭取手術(shù)治療是目標(biāo)。對于無法通過手術(shù)切除的胰腺癌，目前主要的治療方法是化療和放療。目前，胰腺癌的一線化療方案主要包括以吉西他濱為基礎(chǔ)的方案，如AG（白蛋白紫杉醇和吉西他濱），以及以氟尿嘧啶為基礎(chǔ)的方案，如FOLFIRINOX（5-氟尿嘧啶、奧沙利鉑和伊立替康）。

自2003年以來，F(xiàn)OLFIRINOX方案首在晚期胰腺癌患者中進(jìn)行臨床研究。隨著大量研究結(jié)果的出現(xiàn)，近年來NCCN指南已將FOLFIRINOX方案推為局部晚期和轉(zhuǎn)移性胰腺癌的標(biāo)準(zhǔn)一線化療方案。ASCO 2018年報告的修改后的FOLFIRINOX與吉西他濱輔助化療在胰腺癌切除術(shù)后的對比研究結(jié)果，進(jìn)一步將這種三藥聯(lián)合化療方案擴展至術(shù)后輔助化療。新NCCN指南進(jìn)一步將FOLFIRINOX方案推為體能狀況良好的患者的一線輔助化療選擇?；煾深A(yù)有效地改善了胰腺癌手術(shù)的預(yù)后和患者的生存率。此外，許多研究報告稱，在進(jìn)行胰腺癌切除的患者中，F(xiàn)OLFIRINOX方案的生存期長于吉西他濱，但它必須面對頻繁出現(xiàn)的藥物耐藥問題。目前正在加強對吉西他濱耐藥機制的研究，但對于其他一線化療方案如FOLFIRINOX的耐藥機制的研究卻很少。

GALNT5在體內(nèi)化學(xué)耐藥中的作用的驗證

 02 

為了研究GALNT5在體內(nèi)對FOI抵抗的作用，研究人員采用KPC1199細(xì)胞建立小鼠原位異種移植PDAC模型。KPC1199細(xì)胞來源于KPC小鼠模型，該模型含有K-rasLSL.G12D/+；和Trp53R172H/+，因此恢復(fù)了PDAC的常見基因突變。通過生物熒光成像來評估體內(nèi)治療組與對照組腫瘤體積的變化差異。研究人員測量了總熒光強度，發(fā)現(xiàn)在sh-GALNT5組中，熒光強度降低更多，這表明GALNT5的敲低使PDAC細(xì)胞對FOI更敏感。此外，研究人員取出異位移植腫瘤并對其進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在FOI治療組中，sh-GALNT5組的腫瘤生長抑制效果比sh-Ctrl組更強。小鼠PDX胰腺癌模型的體積和重量分析也得到了與原位異位移植模型相同的結(jié)果。研究人員進(jìn)一步對PDX模型樣本進(jìn)行了HE染色和組織化學(xué)染色，結(jié)果顯示：在未處理組中，PDX組織的分化程度低。單獨使用FOI治療或GALNT5敲低均可改善PDX組織的分化程度，同時進(jìn)行FOI治療和GALNT5敲低的FOI-ShGALNT5組分化程度高。PDX組織中P-ATM（Ser1981）染色反映的DNA損傷趨勢與HE染色一致。PDX腫瘤的生長趨勢也與NICD、Ki67和CK19的組織化學(xué)染色變化一致。這些結(jié)果表明，GALNT5敲低和FOI治療對抑制胰腺癌的生長和分化有協(xié)同作用，提示GALNT5敲低可增強胰腺癌細(xì)胞對FOLFIRINOX化療的敏感性。

體外實驗表明，GALNT5高表達(dá)會增強胰腺癌細(xì)胞對FOLFIRINOX化療的敏感性

GALNT5-MYH9-NICD相互作用在體內(nèi)對化療耐藥的驗證

 03 

為了在體內(nèi)驗證GALNT5-MYH9-NICD軸的相互作用，研究人員使用了與上述實驗相同的小鼠KPC1199細(xì)胞異位移植腫瘤模型和小鼠胰腺癌PXD模型，所有模型每周接受一次FOI治療以恢復(fù)臨床給藥狀態(tài)。結(jié)果表明，在FOI治療的背景下，與對照組相比，過表達(dá)GALNT5后腫瘤明顯增大，而持續(xù)敲低MYH9后腫瘤生長明顯受到抑制。這一趨勢在注射小鼠VPA后逆轉(zhuǎn)。研究人員在小鼠體內(nèi)成像結(jié)果、異位移植腫瘤體重統(tǒng)計數(shù)據(jù)和PXD模型的腫瘤體積和重量統(tǒng)計數(shù)據(jù)（第35天）中也發(fā)現(xiàn)了同樣的趨勢。對PXD模型進(jìn)行取樣后進(jìn)行了HE染色和免疫組織化學(xué)染色，觀察到：在OV-Vector組中，接受FOI治療后分化程度佳，而GALNT5在腫瘤內(nèi)的過表達(dá)導(dǎo)致PDX組織的分化程度降低，而MYH9在腫瘤內(nèi)的下調(diào)又使PDX組織的分化程度再次增加。VPA的腹腔注射使分化趨勢得以恢復(fù)。PDX組織中P-ATM（Ser1981）染色反映的DNA損傷趨勢與HE染色反映的趨勢一致。PDX腫瘤的生長趨勢（通過NICD、Ki67和CK19的組織化學(xué)染色變化反映）也與上述結(jié)果一致。結(jié)合之前的體外實驗結(jié)果，研究人員推測GALNT5通過與MYH9結(jié)合并在體內(nèi)抑制NOTCH信號通路，從而賦予胰腺癌細(xì)胞對FOLFIRINOX化療的耐藥性。