精准靶向 HSPG 广泛失调胰腺癌存活信号与代谢适应
Precision Targeting of Heparan Sulfate Proteoglycans Broadly Dysregulates Survival Signaling and Metabolic Adaptation in Pancreatic Cancer
细菌肝素酶 III(HepIII)由减毒鼠伤寒沙门氏菌 YS1646 递送至胰腺导管腺癌肿瘤组织,降解细胞表面硫酸乙酰肝素链,致巨胞饮减少、存活信号抑制、脂质储存耗竭及翻译相关表达下降。该靶向策略有望提高现有胰腺导管腺癌疗法疗效,预测可延长患者生存。
胰腺导管腺癌(PDAC)的治疗困境很大程度来自其惊人的适应能力。已有研究显示,PDAC 在营养匮乏的促结缔组织增生微环境中依赖代谢重编程生存:如 miR-135 通过抑制磷酸果糖激酶-1 降低糖酵解、将葡萄糖导向三羧酸循环以耐受谷氨酰胺缺乏 [2];神经元轴突释放丝氨酸以维持肿瘤细胞的 mRNA 翻译 [3];而靶向谷氨酰胺代谢又会诱发天冬酰胺合成酶上调等适应性抵抗 [6]。在信号层面,硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPGs)及其结合伙伴是调控脂肪酸代谢、生存信号、结缔组织增生和巨胞饮等耐药相关特征的关键节点,而哺乳动物乙酰肝素酶作为唯一的 HS 降解酶,其切割方式会增强促肿瘤功能;该酶在多种肿瘤中高表达,与瘤体增大、血管生成、转移和不良预后相关,抑制或敲低可显著遏制肿瘤进展 [1,4],还会通过促进多配体蛋白聚糖-1 的脱落而助长肿瘤生长与转移 [5]。问题在于,既往思路集中于抑制哺乳动物乙酰肝素酶,而细菌肝素酶 III(HepIII)对 HS 链的切割方式却可抑制促肿瘤信号 [5],如何把这种酶精准递送到肿瘤组织一直缺乏可行方案。
这项研究利用肿瘤靶向的减毒鼠伤寒沙门氏菌(YS1646 株)作为载体,将 HepIII 转基因的表达严格限制在肿瘤组织内,实现原位降解肿瘤细胞的硫酸乙酰肝素。结果显示,被 HepIII 处理的肿瘤出现巨胞饮下降、生存信号减弱、脂质储存耗竭以及翻译机器表达降低,同时打击了 PDAC 依赖营养清除、促生存通路和代谢储存等多个耐药支柱。
相较于以乙酰肝素酶为靶点的抑制策略 [1],这一工作把方向“反转”过来:不再阻断哺乳动物酶,而是主动引入切割方式不同、可抑制促肿瘤功能的细菌酶,并用肿瘤局限型细菌载体解决了特异性表达这一递送瓶颈。值得注意的是,其观察到的脂质储存耗竭和翻译机器下调,正触及此前被证明是 PDAC 适应营养胁迫核心环节的代谢与翻译程序 [2,3,6],提示降解 HS 可能同时削弱肿瘤的多种适应性出路,而非单点阻断——这正是克服适应性耐药所需要的广度。
当然,摘要中关于该策略可提高多种已获批胰腺癌疗法疗效、延长患者生存的表述仍是预测性结论,具体与哪些药物联用、疗效幅度如何以及在患者中的安全性与有效性,都还有待验证;细菌载体和细菌酶临床转化的实际问题也尚未在材料中阐明。
- 1.Heparanase: From basic research to therapeutic applications in cancer and inflammation · Drug Resist Updat 2016
- 2.MiR-135 suppresses glycolysis and promotes pancreatic cancer cell adaptation to metabolic stress by targeting phosphofructokinase-1 · Nat Commun 2019
- 3.Neurons Release Serine to Support mRNA Translation in Pancreatic Cancer · Cell 2020
- 4.Mammalian heparanase: gene cloning, expression and function in tumor progression and metastasis · Nat Med 1999
- 5.Heparanase enhances syndecan-1 shedding: a novel mechanism for stimulation of tumor growth and metastasis · J Biol Chem 2007
- 6.Glutamine mimicry suppresses tumor progression through asparagine metabolism in pancreatic ductal adenocarcinoma · Nat Cancer 2024
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org