【Sci. Adv.】新型抑制剂！组合治疗可杀死胰腺癌肿瘤

近日，瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院/德国波鸿鲁尔大学研究人员在国际期刊《Science Advances》上发表了题为“Coinhibition of topoisomerase 1 and BRD4-mediated pause release selectively kills pancreatic cancer via readthrough transcription”的研究论文，该研究中，研究人员通过KRAS和myc驱动的胰腺癌患者来源的异种移植物，发现拓扑异构酶1 (TOP1)和含溴结构域蛋白4 (BRD4)的共抑制通过靶向启动子暂停释放协同诱导肿瘤消退。将新生转录组与延伸因子和终止因子的募集进行比较，研究人员发现TOP1和BRD4的共抑制会破坏转录终止因子的募集。因此，RNA聚合酶在基因的下游转录数百个碱基，导致读出转录。这发生在复制过程中，扰乱了复制体的进程并诱导DNA损伤。TOP1 + BRD4抑制的协同作用仅针对癌细胞，正常细胞不受影响，这凸显了肿瘤对转录缺陷的易感性。这项临床前研究为联合使用TOP1和BRD4抑制剂治疗依赖于转录和复制致癌驱动因子的胰腺癌的益处提供了机制理解。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg5109

研究背景

 01 

转录程序失调导致癌细胞高度依赖某些基因表达的调节因子。这种依赖性可能为有希望的治疗干预提供机会。胰腺导管腺癌(PDAC)是一种高度致命的恶性肿瘤，由于缺乏早期诊断和对治疗的有限反应，PDAC患者的5年生存率为9%。大多数PDAC携带致癌KRAS突变和MYC信号升高，导致全局转录和增殖失调，潜在地使癌细胞对转录抑制剂的治疗靶向敏感。

尽管BRD4属于溴域和外域(BET)家族——一组已知与乙酰化组蛋白相互作用的蛋白质——但BRD4通过RNAPII-CTD磷酸化刺激TOP1活性是独立于核小体乙酰化的。因此，BRD4通过一个溴域依赖分支驱动暂停位点上的PTEF-b，并通过一个溴域不依赖分支刺激TOP1。分别用一组BET抑制剂和一组TOP1抑制剂同时靶向BRD4和TOP1，在体外协同抑制癌细胞生长。两分支联合抑制可用于治疗依赖KRAS和MYC基因表达失调程序的PDAC的转录成瘾。

联合抑制BRD4和TOP1对胰腺癌异种移植肿瘤具有协同杀伤作用

 02 

之前证明，通过抑制TOP1和BRD4靶向启动子-近端暂停调控的两个独立分支(图1A)在体外协同抑制肿瘤生长。为了确定这种组合是否能有效地在体内阻止癌症进展，研究人员用临床批准的TOP1毒性伊立替康(15 mg/kg，每周3次，每第二周)、BRD4抑制剂JQ1 (50 mg/kg，每天)或两种药物联合腹腔注射治疗植入胰腺癌小鼠。值得注意的是，虽然JQ1的剂量与其他研究一致，但研究中使用的伊立替康剂量远低于常用的每日40至300 mg/kg的给药方案，以限制与TOP1药物相关的非特异性细胞毒性作用。

图1：拓扑异构酶1 (TOP1)和含溴结构域蛋白4 (BRD4)抑制剂联合用药在体内和体外均显示出杀伤胰腺肿瘤细胞的协同作用

研究人员选择了四种PDX模型，它们具有激活的致癌KRAS突变和MYC亚型升高(表S1)，已知会失调全局转录(7)。每种单药治疗均诱导肿瘤生长减少而不引起肿瘤消退(图1B和图S1, A至C)。然而，在三种PDAC PDX模型中，28天后联合治疗诱导可检测的肿瘤消退(相对于治疗开始时的平均肿瘤体积，平均最大肿瘤体积减少32%至49%)，属于经典亚型(Bo103)或准间质亚型(Bo69和Bo85)(27)。后一亚型通常与治疗耐药性有关。值得注意的是，panNEC PDX模型(Bo99)显示肿瘤体积缩小近100%。当伊立替康与OTX015(一种JQ1类似物和临床阶段溴结构域抑制剂)联合使用时，协同作用也很突出，表明这种药物靶向策略在癌症患者中是有希望的(图1C)。Bo69、Bo99和Bo103肿瘤切片的免疫组织化学染色显示，伊立替康+ JQ1治疗后，DNA损伤反应标志物γ - h2ax和凋亡标志物cleaved caspase 3增加(图1、D至F和图S1D)。这种效应在Bo99和Bo103肿瘤中最为明显，因为Bo69切片具有高裂解的caspase 3背景信号。这些体内实验有力地表明，伊立替康+ JQ1治疗可协同诱导靶向DNA损伤、细胞凋亡和肿瘤缩小。

研究结论

 03 

总之，这些结果表明，通过双重抑制TOP1和BRD4靶向转录可以特异性靶向KRAS和myc驱动的胰腺肿瘤，并为难以治疗的癌症实体(如PDAC和panNEC)提供可行且临床适用的治疗方法。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg5109

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。