《肝病學(xué)》：仁濟(jì)醫(yī)院團(tuán)隊找到了增強PARP抑制劑治療肝癌效果的方法！

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*僅供醫(yī)學(xué)專業(yè)人士閱讀參考在DNA遭受化學(xué)物質(zhì)、輻射、環(huán)境壓力等損害后，為確保基因組的穩(wěn)定性，細(xì)胞具備一套檢修安全措施——DNA損傷應(yīng)答（DDR），對于細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)來說至關(guān)重要。DDR缺陷可能導(dǎo)致許多疾病的發(fā)生，比如癌癥。然而，當(dāng)正常細(xì)胞淪陷后，同樣需要DDR來保命。由于許多內(nèi)在和外部因素，腫瘤細(xì)胞也在不斷遭受DNA損傷，DDR有助于腫瘤細(xì)胞維持快速增殖并誘導(dǎo)治療耐藥性。因此，DDR成為癌癥研究領(lǐng)域的焦點，是個有極具吸引力的治療靶點。例如靶向DNA修復(fù)酶PARP的抑制劑，目前已被批準(zhǔn)用于治療BRCA突變的卵巢癌和乳腺癌。盡管如此，PARP抑制劑的耐藥性以及在肝細(xì)胞癌（HCC）等其它癌癥類型中的療效，仍然處于瓶頸。近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院的劉艷豐團(tuán)隊在《肝病學(xué)》期刊上發(fā)表的最新論文，找到了增強PARP抑制劑敏感性的新方法[1]。他們發(fā)現(xiàn)，組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶KMT5C通過激活DNA同源重組修復(fù)等通路，幫助肝細(xì)胞癌細(xì)胞免于遭受治療、環(huán)境變化等應(yīng)激條件造成的DNA損傷，幫助腫瘤細(xì)胞存活。KMT5C抑制劑與PARP抑制劑聯(lián)合治療，可以有效使得腫瘤細(xì)胞對受損DNA失守，抑制肝細(xì)胞癌小鼠的腫瘤生長。論文首頁截圖癌癥進(jìn)展過程中，腫瘤細(xì)胞會發(fā)生表觀遺傳學(xué)改變，以應(yīng)對治療等各種生存壓力，這帶來了治療耐藥性、療效不佳的問題。在這項研究中，劉艷豐等人便試圖找到在肝細(xì)胞癌（HCC）進(jìn)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用的表觀遺傳調(diào)控因子?；赥CGA、GEO、PANCAN等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，研究者們發(fā)現(xiàn)，組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶KMT5C在肝細(xì)胞癌組織中顯著上調(diào)表達(dá)，較高水平的KMT5C與更高級別的肝細(xì)胞癌、患者總生存率下降相關(guān)。KMT5C水平與肝癌患者分期和預(yù)后相關(guān)體外實驗結(jié)果顯示，KMT5C的表達(dá)上調(diào)，屬于腫瘤細(xì)胞（Huh7細(xì)胞系）響應(yīng)環(huán)境應(yīng)激的保護(hù)機制，能夠挽救葡萄糖匱乏、雄激素缺乏等環(huán)境壓力對細(xì)胞存活的不利影響。利用遺傳學(xué)方法過表達(dá)KMT5C，可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活和遷移，敲除則反之。在異種移植瘤或自發(fā)肝細(xì)胞癌小鼠模型實驗中，研究者們驗證了KMT5C的促腫瘤效果。與腫瘤細(xì)胞表達(dá)缺失KMT2C的小鼠相比，過表達(dá)KMT2C的小鼠健康狀況較差，肝臟重量、腫瘤數(shù)目、最大腫瘤直徑和腫瘤負(fù)荷都顯著更高。擁有KMT5C使肝細(xì)胞癌細(xì)胞生長得更加猖狂接下來，研究者們基于TCGA的數(shù)據(jù)進(jìn)行基因富集分析發(fā)現(xiàn)，DNA同源重組（HR）、DNA錯配修復(fù)、DNA復(fù)制、細(xì)胞周期等DDR相關(guān)通路，在高表達(dá)KMT5C的肝細(xì)胞癌細(xì)胞中富集。另外，他們觀察到，KMT5C敲除會導(dǎo)致細(xì)胞周期中的G2/M檢查點受損，對此進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)，KMT5C確實能夠激活G2期發(fā)生的同源重組修復(fù)通路。使用免疫共沉淀、液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜等技術(shù)，研究者們發(fā)現(xiàn)KMT5C與DNA修復(fù)蛋白RAD51之間具有相互作用，并鑒定其相互作用的的特定結(jié)構(gòu)域。在腫瘤細(xì)胞核中，KMT5C與RAD51共定位，特別是在誘導(dǎo)DNA損傷時，兩者相互作用加強。進(jìn)一步研究表明，KMT5C與RAD51結(jié)合，能夠促使RAD51與另一種DNA修復(fù)蛋白RAD54形成復(fù)合物，從而促進(jìn)DNA修復(fù)。這個過程依賴于KMT5C的甲基轉(zhuǎn)移酶活性，但并非通過直接甲基化RAD51來調(diào)節(jié)其功能。不僅如此，體外實驗和自發(fā)肝細(xì)胞癌小鼠模型實驗結(jié)果顯示，RAD51的沉默或敲除消除了KMT5C促進(jìn)腫瘤生長和遷移的效應(yīng)，限制腫瘤生長；過表達(dá)RAD51則會加劇小鼠腫瘤生長，敲除KMT5C能夠削弱這個效果。也就是說，KMT5C的促腫瘤效應(yīng)取決于RAD51，KMT5C通過RAD51-RAD54復(fù)合體來幫助腫瘤細(xì)胞存活，免于DNA損傷和細(xì)胞死亡。RAD51在KMT5C促進(jìn)的肝癌細(xì)胞增殖和遷移中發(fā)揮重要作用最后，研究者們對KMT5C的治療潛力進(jìn)行評估。基于中國學(xué)者構(gòu)建的肝癌細(xì)胞模型庫（LIMORE）進(jìn)行分析，他們發(fā)現(xiàn)，KMT5C尤其在耐藥性肝癌細(xì)胞中高表達(dá)。這再次說明，KMT5C正是肝癌細(xì)胞抵抗治療的特殊手段。另一方面，之前有研究表明，RAD51富集水平可以反映腫瘤細(xì)胞對PARP抑制劑的耐藥性[2]。這使研究者們想到，能否通過抑制KMT5C來解決掉RAD51這個麻煩，提高PARP抑制劑治療敏感性。在異種移植瘤或自發(fā)肝細(xì)胞癌小鼠模型實驗中，相較于KMT5C抑制劑（A196）或PARP抑制劑（奧拉帕利）單獨治療，聯(lián)合治療更有效，能夠明顯抑制腫瘤生長，并導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生更多的DNA損傷。在治療結(jié)束后，對小鼠的肝、脾、腎、肺等樣本進(jìn)行采集和組織學(xué)分析，結(jié)果顯示沒有異常，提示KMT5C抑制劑和PARP抑制劑的單獨治療或聯(lián)合治療具有良好的安全性。聯(lián)合治療效果更好總體來說，DNA修復(fù)缺陷會引起癌癥基因組不穩(wěn)定性，這為我們提供了機會。在這項研究中，劉艷豐團(tuán)隊破解了肝癌細(xì)胞應(yīng)對DNA損傷的一種方式，并發(fā)現(xiàn)KMT5C抑制劑可以增強其它誘DNA損傷的治療效果，為腫瘤治療提供了新的策略。參考文獻(xiàn)：[1]/hep/Abstract/9900/Histone_methyltransferase_KMT5C_drives_liver.530.aspx[2]Cruz C, Castroviejo-Bermejo M, Gutierrez-Enriquez S, Llop-Guevara A, IbrahimYH, Gris-Oliver A, Bonache S, et al. RAD51 foci as a functional biomarker ofhomologous recombination repair and PARP inhibitor resistance in germlineBRCA-mutated breast cancer. Ann Oncol 2018;29:1203-1210.本文作者丨張艾迪

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