揭秘 GSK690 靶向治疗 TP53 移码突变胃癌新策略

【字体: 时间:2025年02月19日 来源:Clinical Epigenetics 4.8

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  为解决 TP53 移码突变胃癌治疗难题,江南大学附属医院研究人员开展相关研究,发现 GSK690 可抑制 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞生长。该成果为这类患者提供新治疗策略,极具科研价值,推荐大家阅读。

  
在全球范围内,胃癌(Gastric Cancer,GC)如同一个可怕的 “健康杀手”,它的发病率和死亡率都不容小觑,在全球恶性肿瘤中分别位居第五位 ,严重威胁着人们的生命健康。而 TP53 基因突变,在胃癌的发生发展过程中扮演着极为关键的角色。大约 50% 的胃癌患者都存在 TP53 基因突变,这些患者往往对传统化疗不敏感,治疗效果大打折扣,这也使得寻找针对 TP53 突变胃癌的有效治疗方法成为当务之急。

在 TP53 众多的突变类型里,移码突变(Frameshift mutation)是第二常见的类型。可别小看这个移码突变,它就像一个捣乱分子,突变位点不同,产生的 p53 突变蛋白也不一样,作用机制十分复杂。要是移码突变发生在 p53 的核定位信号(Nuclear Localization Sequence,NLS)之前,产生的 p53 突变蛋白就没办法进入细胞核发挥转录因子的作用,这类胃癌被称为 TP53 Frameshift NLS 胃癌。目前,人们对 TP53 Frameshift NLS 胃癌维持恶性增殖的机制还知之甚少,也没有找到有效的治疗方法,这就像在黑暗中摸索,找不到前进的方向。

江南大学附属医院的研究人员为了攻克这些难题,在《Clinical Epigenetics》期刊上发表了一篇名为 “LSD1 is a targetable vulnerability in gastric cancer harboring TP53 frameshift mutations” 的论文。他们经过一系列深入研究,发现了一种名为 GSK690 的药物,它就像一把精准的 “手术刀”,能够特异性地抑制 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的生长。这一发现为 TP53 Frameshift NLS 胃癌患者带来了新的希望,为精准治疗指明了方向。

为了开展这项研究,研究人员运用了多种技术方法。他们通过细胞实验,用不同的组蛋白去甲基化酶抑制剂处理胃癌细胞系,观察细胞的生长情况;采用免疫印迹分析(Immunoblotting assay)检测相关蛋白的表达水平;利用细胞增殖和集落形成实验来评估细胞的增殖能力;借助定量逆转录聚合酶链反应(Quantitative reverse transcription PCR,qRT-PCR)测定基因表达水平;运用细胞周期分析和 EdU 实验(5-Ethynyl-2'-deoxyuridine assay)探究细胞周期的变化;还建立了裸鼠异种移植模型进行体内实验,观察药物对肿瘤生长的影响;并且使用染色质免疫沉淀定量 PCR(Chromatin immunoprecipitation quantitative PCR,ChIP-qPCR)和双荧光素酶报告基因检测(Dual-luciferase reporter assays)等技术来深入研究相关机制。

下面我们来详细看看研究人员都有哪些重要发现。

TP53 Frameshift NLS 在胃癌中很常见,而且和预后不良有关


研究人员分析了 TCGA 胃癌数据集,发现 TP53 是胃癌中最常发生突变的基因之一,尤其是在亚洲胃癌人群中更为普遍。在各种 TP53 突变类型里,移码突变的发生率仅次于热点突变。进一步研究发现,TP53 Frameshift NLS 胃癌在携带 TP53 移码突变的胃癌患者中占比高达 89%,大约 17.3% 的胃癌患者存在因 TP53 移码突变导致的核转位缺陷。而且,这些患者的预后明显比其他胃癌患者更差。这就像是给了研究人员一个重要线索,让他们更加坚定地去寻找针对这种亚型胃癌的治疗方法。

筛选组蛋白去甲基化酶抑制剂库,找到能特异性杀死 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的潜在药物


研究人员在六种不同 TP53 突变类型或野生型的癌细胞系中检测了 p53 蛋白的表达水平,发现 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞中 p53 蛋白的表达水平明显低于其他类型。由于除了 HGC-27 细胞系外难以获得更多 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞系,他们选择了食管腺癌细胞系 SK-GT4 来验证相关结果。接着,他们用组蛋白去甲基化酶抑制剂库处理不同突变类型的胃癌细胞,结果发现 GSK690,一种赖氨酸特异性去甲基化酶 1(Lysine-specific demethylase 1,LSD1)的可逆抑制剂,能够有效地抑制 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞系 HGC-27 的增殖活性,而对野生型 TP53 的胃癌细胞(AGS)和点突变 TP53 的胃癌细胞(NCI-N87)的增殖抑制作用却很弱。分子对接分析还证实了 LSD1 和 GSK690 之间的关联。此外,另一种 LSD1 抑制剂 GSK2879552 对 TP53 Frameshift NLS 癌细胞也表现出高选择性抑制活性。这些结果表明,LSD1 抑制剂,尤其是 GSK690,有可能成为治疗 TP53 Frameshift NLS 胃癌的特异性药物。

GSK690 在体外能抑制 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的生长


为了进一步验证 GSK690 对 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的特异性抑制作用,研究人员用不同浓度的 GSK690 处理不同 TP53 突变类型的胃癌细胞。CCK-8 实验和集落形成实验结果显示,GSK690 对 TP53 Frameshift NLS 癌细胞(HGC-27 和 SK-GT-4)的抑制作用呈剂量依赖性,而对野生型和点突变 TP53 的胃癌细胞抑制作用较弱。EdU 细胞增殖实验也进一步验证了 GSK690 对 TP53 Frameshift NLS 癌细胞的高效抑制作用。这就像是找到了一把专门对付 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的 “利剑”,在体外实验中展现出了强大的威力。

GSK690 在体内也能抑制 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的生长


研究人员构建了 HGC-27 细胞的裸鼠异种移植模型,通过腹腔注射不同浓度的 GSK690(0、5 和 10mg/kg)进行实验。结果发现,GSK690 在体内同样能显著抑制 TP53 Frameshift NLS 肿瘤的生长,而且随着 GSK690 浓度的增加,肿瘤增殖标志物 Ki-67 的表达水平相应降低。在实验过程中,裸鼠的体重没有明显变化,对心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏等器官进行组织学检查也未发现明显的组织学变化,这说明 GSK690 在体内没有明显的毒性。这无疑是一个令人振奋的消息,表明 GSK690 在体内也能有效地抑制 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的恶性增殖。

GSK690 通过抑制 LSD1-CCNA2 轴,诱导 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞发生 G1/S 期细胞周期阻滞


作为 LSD1 的特异性可逆抑制剂,GSK690 对 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞具有显著的增殖抑制作用,这暗示着 LSD1 在维持这种胃癌亚型的恶性增殖中可能起着关键作用。研究人员对 TCGA 胃癌队列中的 TP53 Frameshift NLS 胃癌患者进行分析,发现 LSD1 高表达组和低表达组的差异表达基因主要富集在 “细胞周期” 通路。通过流式细胞术分析发现,GSK690 能够剂量依赖性地诱导 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞发生 G1-S 期阻滞,敲低 KDM1A(LSD1 的编码基因)也能得到类似的结果。进一步研究发现,CCNA2 是细胞周期的关键调节因子,在 KDM1A 高表达组中显著上调。实验表明,GSK690 或敲低 KDM1A 能够抑制 HGC27 细胞中 CCNA2 的表达,但对 AGS 和 NCI-N87 细胞中的 CCNA2 表达没有影响。在 HGC-27 异种移植瘤中,Western blotting 和 IHC 结果也证实了 GSK690 能够抑制 CCNA2 的表达。ChIP 分析还发现,GSK690 能够诱导 HGC27 细胞中 CCNA2 启动子区域的 H3K9me2 富集。这些结果表明,CCNA2 是 LSD1 在调节 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞周期进程中的关键下游靶点。

p53 转录缺陷导致 LSD1 过表达,从而加速携带 TP53 Frameshift NLS 的癌细胞增殖


研究人员发现,TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞中 LSD1 的表达明显高于其他胃癌细胞,敲低 KDM1A 能够显著抑制 TP53 Frameshift NLS 癌细胞的恶性增殖。他们推测,TP53 Frameshift NLS 癌细胞中 p53 核分布缺陷导致 p53 介导的转录抑制作用丧失,从而使得 KDM1A/LSD1 表达增加。实验结果也证实了这一点,敲低 p53 能够上调 TP53 野生型 AGS 细胞中 LSD1 和 CCNA2 的表达,而过表达 p53 则会使 HGC-27 细胞中 LSD1 和 CCNA2 的表达下调。通过双荧光素酶和 ChIP-qPCR 实验还发现,p53 能够结合到 KDM1A 启动子区域并抑制其转录。这一系列研究揭示了 p53 与 LSD1 之间的调控关系,为理解 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞的恶性增殖机制提供了重要依据。

综合来看,这项研究定义了一种新的胃癌亚型 ——TP53 Frameshift NLS 胃癌,并发现 GSK690 是治疗这种亚型胃癌的潜在策略。GSK690 通过抑制 LSD1-CCNA2 轴,诱导细胞周期阻滞,从而抑制癌细胞的增殖。研究还揭示了 p53 转录抑制 KDM1A 表达的机制,解释了为什么 TP53 Frameshift NLS 胃癌细胞对 GSK690 特别敏感。虽然目前的研究还存在一些局限性,比如主要集中在胃癌和食管腺癌,还需要进一步研究结论是否适用于其他类型的癌症,而且由于常规抗体无法检测 TP53 移码突变产生的 p53 突变蛋白,限制了对这种亚型的进一步研究。但不可否认的是,这项研究为胃癌的精准治疗开辟了新的道路,为后续开发针对 TP53 Frameshift NLS 胃癌的靶向治疗药物提供了重要的理论基础和实验依据,有望在未来为众多胃癌患者带来新的生机和希望。

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