年龄依赖性巨胞饮作用驱动胰腺癌对KRAS-G12D靶向治疗耐药

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胰腺癌 KRAS-G12D 巨胞饮作用 耐药性 靶向治疗

学术背景与问题

胰腺导管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC）是一种极具侵袭性的癌症，其五年存活率极低，主要由于晚期诊断和有限的治疗选择。PDAC患者中约95%存在KRAS基因突变，其中KRAS-G12D突变最为常见。尽管KRAS突变长期以来被认为是“不可成药”的靶点，近年来针对KRAS-G12C突变的新型抑制剂（如Adagrasib）取得了突破，而针对KRAS-G12D的抑制剂MRTX1133也在临床开发中。然而，MRTX1133在治疗PDAC时仍然面临耐药性的问题。本研究旨在揭示KRAS-G12D抑制剂MRTX1133耐药性的分子机制，并提出潜在的解决方案。

论文来源

本研究由Changfeng Li、Yuanda Liu、Chang Liu等作者共同完成，他们分别来自吉林大学中日联谊医院内镜中心、广州医科大学第三附属医院DAMP实验室、中南大学湘雅二医院肿瘤科以及德克萨斯大学西南医学中心外科。论文于2025年1月29日发表在Science Translational Medicine期刊上，题为“Age-dependent macropinocytosis drives resistance to KRAS-G12D–targeted therapy in advanced pancreatic cancer”。

研究流程与结果

研究流程

  1. 耐药性与AGER表达的相关性分析
    研究人员将人类PDAC细胞系（PANC-1和PANC 04.03）植入免疫缺陷小鼠（NSG）中，待肿瘤长至150-250 mm³后，给予MRTX1133或对照药物治疗3周。结果显示，PANC-1组中53.3%的小鼠对MRTX1133敏感，而46.7%表现出耐药性。通过mRNA表达分析，研究人员发现耐药肿瘤中AGER（晚期糖基化终末产物特异性受体）表达显著上调。这一结果在PANC-1、PANC 04.03以及KPC小鼠模型中均得到验证。

  2. AGER在MRTX1133耐药性中的机制研究
    为了验证AGER在耐药性中的作用，研究人员在PANC 04.03细胞中过表达AGER（AGERki），发现这些细胞在体外和体内均对MRTX1133表现出耐药性。相反，通过CRISPR-Cas9技术敲除AGER后，PANC-1细胞对MRTX1133的敏感性显著提高。进一步的实验表明，AGER通过与Diaphanous-related Formin 1 (Diaph1)相互作用，驱动Rac1依赖的大胞饮作用（macropinocytosis），从而促进细胞内氨基酸的吸收和抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）的合成，导致MRTX1133耐药性。

  3. 大胞饮作用与GSH合成的关系
    研究人员发现，MRTX1133处理的耐药肿瘤表现出更高的荧光标记葡聚糖（FITC-dextran）摄取，表明大胞饮作用增强。通过抑制大胞饮作用（使用EIPA）或阻断AGER-Diaph1相互作用（使用RAGE229），能够显著增强MRTX1133的抗癌活性。此外，研究发现大胞饮作用通过摄取血清白蛋白（BSA）促进了GSH的合成，而GSH的生成进一步抑制了细胞凋亡，从而增强了耐药性。

  4. 高糖和高脂饮食对AGER表达和MRTX1133疗效的影响
    在高糖和高脂饮食模型中，AGER表达显著上调，且MRTX1133的疗效被削弱。在高脂饮食诱导的糖尿病小鼠中，AGER敲除恢复了MRTX1133的疗效。这一发现揭示了高糖和高脂饮食通过上调AGER表达，进而影响MRTX1133的疗效。

  5. 靶向AGER依赖性大胞饮作用的联合治疗
    研究人员在PDAC患者来源的异种移植模型（PDX）和KPC小鼠模型中发现，MRTX1133与RAGE229或EIPA的联合治疗显著增强了抗癌效果，延长了小鼠的生存期。此外，联合治疗还诱导了高迁移率族蛋白B1 (HMGB1)的释放，激活了CD8+ T细胞的抗肿瘤免疫反应。

主要结果与逻辑关系

  • AGER表达与耐药性相关：研究首先通过体内实验证实了AGER在MRTX1133耐药肿瘤中的高表达，并进一步通过CRISPR-Cas9和过表达实验验证了AGER在耐药性中的直接作用。
  • AGER-Diaph1复合物驱动大胞饮作用：AGER通过与Diaph1相互作用，激活Rac1依赖的大胞饮作用，促进氨基酸摄取和GSH合成，进而抑制细胞凋亡。
  • 大胞饮作用与GSH合成的联系：通过抑制大胞饮作用或GSH合成，MRTX1133的疗效显著增强，表明大胞饮作用是耐药性的关键机制。
  • 高糖和高脂饮食增强AGER依赖性耐药性：通过高糖和高脂饮食实验，研究人员揭示了环境因素（如肥胖和糖尿病）通过上调AGER表达，进一步加剧MRTX1133耐药性。
  • 联合治疗的潜力：MRTX1133与RAGE229或EIPA的联合治疗不仅增强了抗癌效果，还通过诱导HMGB1释放，激活了抗肿瘤免疫反应。

结论与意义

本研究揭示了AGER依赖性大胞饮作用作为KRAS-G12D抑制剂MRTX1133耐药性的一种新机制。通过靶向AGER-Diaph1复合物或抑制大胞饮作用，研究人员为克服PDAC耐药性提供了新的治疗策略。此外，研究还揭示了高糖和高脂饮食通过上调AGER表达影响MRTX1133疗效的机制，为临床中代谢性疾病患者的治疗提供了重要依据。本研究不仅具有重要的科学价值，也为PDAC的临床治疗提供了新的思路。

研究亮点

  1. 揭示新的耐药机制：首次发现AGER依赖性大胞饮作用是KRAS-G12D抑制剂MRTX1133耐药性的关键机制。
  2. 靶向治疗的潜在价值：通过抑制AGER-Diaph1复合物或大胞饮作用，可显著增强MRTX1133的疗效，为PDAC治疗提供了新的靶点。
  3. 环境因素的影响：揭示了高糖和高脂饮食通过上调AGER表达，影响MRTX1133疗效的机制，为临床中代谢性疾病患者的治疗提供了重要依据。
  4. 免疫反应的激活：联合治疗通过诱导HMGB1释放，激活了CD8+ T细胞的抗肿瘤免疫反应，为PDAC的免疫治疗提供了新的思路。

其他有价值的信息

本研究还发现，AGER依赖性大胞饮作用不仅限于KRAS-G12D抑制剂，也可能在KRAS-G12C抑制剂和其他靶向治疗中发挥作用。此外，研究中使用的高通量筛选和基因编辑技术为未来的癌症研究提供了重要的方法学支持。