【Nature子刊】复旦大学附属肿瘤医院施思团队：NLRP4促进胰腺癌对奥拉帕尼耐药的机制

2024年8月26日，复旦大学附属肿瘤医院施思团队在期刊《Cell Death & Disease》上发表了题为“NLRP4 renders pancreatic cancer resistant to olaparib through promotion of the DNA damage response and ROS-induced autophagy”的研究论文。研究结果强调了用奥拉帕尼治疗胰腺癌细胞时，NLRP4在自噬和DNA修复过程中发挥的重要作用，从而表明奥拉帕尼在NLRP4表达低的胰腺癌患者中的潜在治疗效用。

https://www.nature.com/articles/s41419-024-06984-0#Sec34

研究介绍

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胰腺癌的特征是基因组不稳定的表现，这可归因于通过遗传或获得性改变，获得各种DNA修复机制的突变 。目前，研究人员正在探索使用专门靶向DNA损伤反应（DDR）中的关键蛋白质的抑制剂，来选择性影响癌细胞的可行性。该策略利用了癌细胞中广泛的突变负荷和合成致死性的概念。例如，聚（ADP-核糖）聚合酶抑制剂（PARPi）已被批准用于以BRCA突变为特征的胰腺癌的治疗管理。

PARPi对BRCA突变个体、同源重组缺陷（HRD）个体，甚至没有HRD的个体，表现出一系列疗效。缺乏HR能力的肿瘤，通常被称为具有“BRCAness 特征”，已被证明对铂类化疗和PARPis的敏感性相对较高。PARPi对精通HR的肿瘤的有效性有限。这种次优的疗效，可归因于PARPi诱导合成致死的能力不足。目前，铂敏感性的鉴定，已被广泛接受为适合使用PARPi的可靠指标。

使用PARPi的另一个问题，是抵抗力的逐渐出现。尽管PARPi的疗效已得到证实，但经常观察到患者最终通过各种机制获得耐药性。这些机制包括HR功能的恢复、继发突变、药物外流，以及其他DDR基因中出现新突变。 

这项研究表明，NLRP4是核苷酸结合和寡聚化结构域样受体（NLR）家族的组成部分，在体外和体内均赋予胰腺癌细胞对奥拉帕尼的耐药性。从机制上讲，NLRP4促进DNA修复并触发活性氧（ROS）和自噬水平升高，这似乎在PARPi的耐药性发展中，发挥作用。

研究进展

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NLRP4诱导的自噬与胰腺癌细胞中的线粒体ROS相关，以响应奥拉帕尼治疗

奥拉帕尼给药后，NLRP4敲除的BxPC-3和Capan-1细胞中的红色和黄色荧光强度（分别代表自噬溶酶体和自噬体）降低。然而，用MitoQ处理的胰腺癌细胞和用NLRP4敲低处理的胰腺癌细胞之间的自噬水平，没有明显的差异，表明NLRP4诱导的自噬是由ROS产生介导的。团队检查了各种细胞组中响应奥拉帕尼的γ-H2AX病灶的形成，包括对照细胞、NLRP4敲除细胞、NLRP4过表达胰腺癌细胞和MitoQ处理的细胞。这些细胞组之间的γ-H2AX水平没有显著差异，表明NLRP4和线粒体ROS不会导致DNA损伤。NLRP4的敲除、MitoQ的施用和自噬抑制剂CQ的使用，都有助于增强奥拉帕尼对胰腺癌细胞增殖的抑制作用。此外，当NLRP4敲低、MitoQ或CQ与奥拉帕尼治疗联合使用时，细胞凋亡率显著增加，表明MitoQ和CQ有效改善了NLRP4介导的胰腺癌细胞对奥拉帕尼的耐药性。

NLRP4诱导的自噬与胰腺癌细胞中的线粒体ROS相关，以响应奥拉帕尼暴露。

NLRP4表达较高的胰腺肿瘤对体内奥拉帕尼治疗耐药

奥拉帕尼治疗显著抑制了NLRP4敲除的BxPC-3和Capan-1肿瘤的生长。奥拉帕尼诱导NLRP4的上调。奥拉帕尼治疗后，NLRP4敲低导致γ-H2AX水平升高。奥拉帕尼抑制p62表达，p62表达在NLRP4敲低后升高。此外，奥拉帕尼治疗显著延长了NLRP4敲低小鼠的存活率。

NLRP4的互补，可挽救NLRP4敲除胰腺癌细胞中的DNA修复缺陷和自噬水平，并导致奥拉帕尼耐药

NLRP4互补有效地挽救了NLRP4敲除诱导的DNA修复缺陷，以响应暴露于奥拉帕尼。NLRP4敲低引起的自噬体形成减少，被NLRP4互补逆转。与NLRP4敲低细胞系中的发现相比，NLRP4互补促进了LC3I向LC3II的转变。可以通过NLRP4互补，恢复NLRP4敲低诱导的响应与奥拉帕尼的ROS抑制。与NLRP4敲低细胞中的水平相比，胰腺癌细胞的增殖及其对奥拉帕尼的耐药性，在NLRP4互补后增加。OLPARIB诱导的胰腺癌细胞凋亡，随着NLRP4互补而降低。这些发现证明，NLRP4在促进DNA损伤反应和ROS诱导的自噬中发挥作用，从而赋予胰腺癌细胞对奥拉帕尼的耐药性。

NLRP4的互补，可挽救NLRP4敲除胰腺癌细胞中的DNA修复缺陷和自噬水平，并导致奥拉帕尼耐药。

研究结论

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本研究证明，NLRP4在基础条件和奥拉帕尼治疗下，均增强DNA修复能力，并促进ROS诱导的自噬，从而导致胰腺癌细胞在体外和体内产生奥拉帕尼耐药性。然而，需要进一步研究，来阐明NLRP4参与自噬和DNA修复的具体机制。团队关于NLRP4在调节自噬和奥拉帕尼敏感性中的作用的研究结果，揭示了NLRP4在胰腺癌中的独特功能，这可能对确定胰腺癌患者最有效的治疗方法，具有重要意义。

参考资料：

1.Siegel RL, Miller KD, Wagle NS, Jemal A. Cancer statistics, 2023. CA Cancer J Clin. 2023;73:17–48.

2.Vincent A, Herman J, Schulick R, Hruban RH, Goggins M. Pancreatic cancer. Lancet. 2011;378:607–20.