《Cancer Res | 上海药物所合作揭示CAF来源的miR-146a-5p促进膀胱肿瘤干性和化疗耐药的分子机制》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2023-05-18
  •   肿瘤干性样细胞群体被认为参与了包括膀胱癌在内的大多数肿瘤的耐药和复发过程,其干性受到肿瘤内在和外部信号的协同调控。作为肿瘤微环境(Tumor microenvironment)中主要的细胞成分之一,肿瘤相关成纤维细胞(Cancer-associated fibroblast,CAF)参与了肿瘤的耐药和复发过程。虽然CAF的促癌作用已有报道,但近期在胰腺癌和乳腺癌的研究中,科学家发现特定CAF亚群具有意想不到的抑癌或者改善治疗疗效的作用。此外,最新的单细胞测序结果也揭示CAF含有性质各异的不同亚群,提示了其异质性特征。在膀胱癌中是否也存在促进或抑制化疗耐药特征的CAF?能否可从肿瘤微环境中CAF的角度来解读肿瘤微环境参与调控化疗耐药的过程?能否从中找到膀胱癌耐药复发的分子标志物或者潜在的治疗靶标?这一系列问题仍亟待探索。
      2023年5月15日,中国科学院上海药物研究所黄锐敏研究员团队联合复旦大学严俊研究员团队、南京大学附属鼓楼医院郭宏骞教授团队在Cancer Research发表题为“Cancer-associated fibroblast-derived miR-146a-5p generates a niche that promotes bladder cancer stemness and chemoresistance”的研究论文,报道了膀胱癌微环境中CAF高表达的miR-146a-5p调控肿瘤细胞干性,进而促进膀胱肿瘤对吉西他滨/顺铂联合化疗的耐药。
      在此项研究中,研究人员通过比较原代培养的膀胱癌CAF和癌旁组织来源的成纤维细胞,发现CAF能较强地促进膀胱肿瘤细胞的体内和体外耐药能力。miRNA表达谱分析和体内功能实验显示CAF中过量表达的miR-146a-5p与膀胱癌耐药的相关性。进一步结合mRNA表达谱以及功能实验,研究团队阐明了CAF中核定位的miR-146a-5p可以调控胞外基质蛋白SVEP1基因的转录,其作用机制为miR-146a-5p通过结合SVEP1基因的内含子区段,增加转录因子YY1的招募,上调SVEP1的转录水平,从而促进了CAF对肿瘤细胞的黏附。另一方面,CAF中过量表达的miR-146a-5p亦可借助外泌体的旁分泌途径被膀胱肿瘤细胞摄取后,靶向ARID1A和AMPKα2的3’UTR来降低它们的表达水平:下调的ARID1A 可以通过SOCS1激活STAT3,而下调的AMPKα2可以导致mTOR信号通路的活化,两者合力提高了膀胱癌的肿瘤干性。以上结果展示了CAF来源的miR-146a-5p通过对自身及周边的肿瘤细胞的调控,形成了维持肿瘤干性的小生境(niche)。
      该研究揭示了膀胱癌在吉西他滨/顺铂联合治疗中CAF过量表达miR-146a-5p是膀胱癌产生耐药的重要原因,提出了支撑肿瘤细胞干性的小生境形成机制,解析了miR-146a-5p促进膀胱癌化疗耐药的双重调控途径,提示了该microRNA作为膀胱癌化疗耐药的分子标志物和靶标的潜力。
      南京大学医学院附属鼓楼医院庄君龙博士、南京大学模式动物研究所申岚博士和李美倩博士研究生为该论文的共同第一作者。复旦大学实验动物部严俊研究员、上海药物所黄锐敏研究员和南京大学附属鼓楼医院郭宏骞教授为该论文的共同通讯作者。上海药物所孙静亚博士为该论文做出了重要贡献。该工作得到了复旦大学于文强教授和上海药物所任进研究员的帮助,并获得了国家自然科学基金委、上海市市级科技重大专项、上海市扬帆计划和江苏省自然基金委等的项目支持。

    全文链接:https://aacrjournals.org/cancerres/article/83/10/1611/726305/Cancer-Associated-Fibroblast-Derived-miR-146a-5p

  • 原文来源:http://www.simm.ac.cn/web/xwzx/kydt/202305/t20230518_6758620.html
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  • 《上海药物所李佳课题组揭示AMPK促进DNA双链损伤修复的新机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-03-04
    • 2021年2月16日,中国科学院上海药物研究所李佳研究员和臧奕研究员共同在国际知名期刊Cell Reports杂志上在线发表了题为“AMPK-Mediated Phosphorylation on 53BP1 Promotes c-NHEJ”的研究成果。该项研究首次深入阐明了AMPK促进DNA双链损伤修复的作用方式以及具体机制,发现了AMPK通过对新底物53BP1的磷酸化修饰促进c-NHEJ修复,从而维持基因组的稳定性。   单磷酸腺苷激活的蛋白激酶AMPK是细胞中重要的能量感受器和调节器,在调控糖脂代谢、细胞生长、细胞极性、细胞有丝分裂和细胞凋亡等多种生命活动中发挥着重要作用。近年来,陆续有报道指出AMPK可能参与DNA损伤修复这一重要的生命过程,但具体作用机制不明。 DNA双链断裂(DSB,DNA double-strand break)是所有DNA损伤类型中最为严重的损伤,能引起细胞凋亡与染色体结构变化。DNA双链断裂损伤修复(DSBR,DNA double-strand break repair)的调控与肿瘤发展、肿瘤化疗与耐受息息相关。在本项研究中,科研人员在此修复类型中对AMPK的生物学功能进行了进一步细致的考察。   研究团队发现,在DSB发生时,AMPKα2催化亚基会被迅速招募到损伤位点,且AMPKα1/α2双催化亚基的敲除会引起DSB修复效率下降以及细胞电离辐射敏感性增高,进一步确证了AMPK参与DSBR。深入研究其参与的具体修复方式,科研人员发现AMPKα催化亚基的缺失会导致非同源末端连接(c-NHEJ)修复活性下降,以及在B细胞成熟过程中的依赖于c-NHEJ的抗体类别转换重组(CSR)的缺陷。在进一步的机制研究中,科研人员发现,AMPK可通过磷酸化调控DSB损伤修复中的关键蛋白53BP1,促进其在损伤修饰位点H4K20me2的稳定聚集,以及招募下游效应蛋白RIF1启动通路,该磷酸化调控在促进修复完成和维持基因组稳定性中发挥重要作用。 本研究不仅揭示了AMPK参与DNA损伤修复调控的新机制,并且丰富了AMPK的下游调控网络和53BP1的上游修饰调控,激励着科研团队进一步探索AMPK在能量代谢和DNA损伤修复之间的联系。   上海药物所的博士研究生江越菁、董莹为本文的共同第一作者。上海药物所是本研究的第一完成单位。该项工作得到了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所孟飞龙研究员,上海药物所谭敏佳研究员、黄敏研究员以及浙江大学黄俊教授的帮助。该研究获得了国家自然科学基金、国家相关人才计划、上海市“科技创新行动计划”和中国科学院王宽诚人才奖的资助。
  • 《JCI | 上海药物所合作发现Aurora A激酶抑制剂上调PD-L1导致免疫抑制和肿瘤耐药》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2023-04-17
    •   Aurora A是Aurora丝/苏氨酸激酶家族成员,在中心体成熟,纺锤体装配和染色体分离中扮演着重要的角色。Aurora A的表达和活性在细胞内被严格的调控,一旦失调,将会导致基因组不稳定、非整倍性和肿瘤形成。Aurora A在大多数肿瘤中异常高表达,与患者不良预后及更短的生存期相关,其高表达导致肿瘤细胞恶性增殖、上皮间质转化、转移、肿瘤干细胞的自我更新等。因此,Aurora A是重要的肿瘤治疗靶标。尽管许多Aurora A抑制剂在临床前研究中展现出良好的抗肿瘤效果,然而,在大部分肿瘤临床试验中,这些抑制剂并没有达到预期的治疗效果。目前,唯一一个进入临床三期试验的Aurora A抑制剂——Alisertib,由于在复发或难治性外周T细胞淋巴瘤的临床试验中药效不显著而被终止。Aurora A抑制剂临床抗肿瘤疗效不显著的原因目前还不清楚。   基于以上关键科学问题,中国科学院上海药物研究所罗成课题组与重庆医科大学、复旦大学党永军课题组组成联合团队,基于药物设计和化学生物学,继前期合作发现5HTP调控肿瘤免疫作用(J Immunother Cancer. 2022);利用靶向翻译后修饰位点新策略、实现部分传统难以靶向蛋白新化学探针发现(Adv Sci. 2020)和新靶标候选药物开发(Angew Chem Int Ed Engl. 2021)和重要天然产物重要作用靶标鉴定(Protein Cell. 2021)等系列工作基础,2023年3月16日,在The Journal of Clinical Investigation上发表了题为Aurora A kinase inhibition elevates PD-L1 expression and compromises its anti-tumor efficacy的研究成果。   在该项工作中,研究人员发现Aurora A抑制剂alisertib可增加肿瘤细胞及小鼠体内免疫细胞中免疫检查点蛋白PD-L1的表达、抑制小鼠的T细胞抗肿瘤免疫反应、促进肿瘤免疫逃逸和耐药,导致其临床三期治疗疗效不佳。基于alisertib激活cGAS-STING-NFKB上调INF\CXCL9\PDL1的机制解析,发现Alisertib提高CD8+T肿瘤浸润但同时导致T细胞失活,提出alisertib与PD-1联用的协同抗肿瘤新策略,不仅解决了因PD-L1上调导致的临床alisertib耐药问题,还显著提高PD-1免疫治疗的敏感性。   在这项研究中,研究人员利用高通量流式筛选发现Aurora A抑制剂Alisertib可以提高肿瘤细胞膜表面PD-L1的表达, AURKA基因敲减同样上调PD-L1表达。为了研究Aurora A抑制剂提高PD-L1后是否会影响小鼠体内的抗肿瘤免疫效应,研究人员同时在免疫完整小鼠和免疫缺陷的裸鼠中移植肿瘤细胞并用Alisertib进行处理。结果表明,Alisertib可以显著抑制裸鼠中肿瘤的生长,而在免疫完整小鼠中Alisertib的抗肿瘤作用几乎丧失,提示免疫调控与alisertib的耐药密切相关。为了进一步阐明Alisertib抗肿瘤效应被抑制是否是由于PD-L1的诱导所致。研究人员利用PD-L1敲除肿瘤细胞和PD-L1敲除小鼠模型,发现当肿瘤细胞或小鼠体内缺失PD-L1时,Alisertib的抗肿瘤效果明显提高(图1),表明Alisertib诱导PDL1上调是导致其抗肿瘤药效丧失、肿瘤耐药的主要原因。  进一步的机制研究表明,Aurora A激酶活性被抑制后可通过降低cGAS磷酸化水平提高cGAS的活性,进而激活下游的STING-NF-κB通路以促进PD-L1、IFN\CXCL\MHC的转录上调。同时,研究人员通过对肿瘤组织芯片的免疫组化染色,发现临床肿瘤患者的肿瘤组织中Aurora A活性和PD-L1表达之间呈明显的负相关。   此外,alisetib通过激活cGAS-STING-NFKB通路上调INF\CXCL9\MHC表达,提高肿瘤内的CD8+T浸润,因PDL1的上调致使CD8+T细胞失活,alisertib与PD-1联用显著提高肿瘤内的T细胞浸润和活性,协同抗肿瘤效果显著。   综上所述,该研究揭示了Aurora A抑制剂的免疫调节功能及导致其在临床试验中抗肿瘤药效不佳的原因,提出alisertib与PD-1联用的协同抗肿瘤新策略,不仅解决了因PD-L1上调导致的临床alisertib耐药问题,还显著提高PD-1免疫治疗的敏感性。   上海药物所罗成课题组张元元副研究员,重庆医科大学、复旦大学党永军教授,复旦大学李增霞副教授和蒋维研究员为该论文共同通讯作者;复旦大学基础医学院王晓博博士、上海药物所黄靖博士和复旦大学中山医院刘凤林主任为本文的共同第一作者。   原文链接:https://www.jci.org/articles/view/161929