MYC介导的PDAC对曲美替尼和HCQ的耐药可通过CDK4/6和溶酶体抑制来克服

MYC-mediated resistance to trametinib and HCQ in PDAC is overcome by CDK4/6 and lysosomal inhibition

作者信息Mark R Silvis, Dilru Silva, Riley Rohweder, Sophia Schuman, Swapna Gudipaty, Amanda Truong, Jeffrey Yap, Kajsa Affolter, Martin McMahon, Conan Kinsey
PMID36719686
期刊J Exp Med
发布时间2023-03-06
DOI10.1084/jem.20221524

实验完整度

包含患者样本分析、异种移植瘤模型、细胞系体外实验、PDX模型及临床病例,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

HPAF-II细胞系 PDX220细胞系(源自PDAC患者) PANC-1细胞系 患者1来源的PDX模型

重点核对

c-MYC表达水平:通过IHC和蛋白质印迹检测,在T/HCQ耐药肿瘤及患者样本中高表达 T/CQ或P/CQ处理条件:trametinib (1 mg/kg), CQ (50 mg/kg), palbociclib (100 mg/kg) c-MYC诱导条件:使用Dox诱导c-MYC表达(625 mg/kg Dox饲料) 细胞周期分析:通过流式细胞术检测细胞周期分布 体内肿瘤生长评估:测量肿瘤体积,使用Student's t检验比较组间差异

摘要

对KRAS>RAF>MEK1/2>ERK1/2信号通路的药理学抑制未能给胰腺导管腺癌(PDAC)患者带来临床获益。有趣的是,MEK1/2抑制剂(曲美替尼[T])联合自噬抑制剂(氯喹[CQ]或羟氯喹[HCQ])在临床前模型和一名患者(患者1)中显示出显著的抗肿瘤效果。然而,并非所有患者都对T/HCQ方案有反应,且患者1最终出现耐药性疾病。在此我们报告,原发性或获得性耐药与包含c-MYC的局灶性DNA拷贝数增加相关。此外,在PDAC细胞系中异位表达c-MYC使其对T/HCQ耐药。有趣的是,CDK4/6抑制剂palbociclib(P)也能诱导自噬,并克服c-MYC介导的T/HCQ耐药,使得P/HCQ促进c-MYC高表达的T/HCQ耐药PDAC肿瘤消退。最后,对患者1进行P/HCQ治疗导致生化疾病反应。这些数据表明,c-MYC表达升高既是T/HCQ耐药的标志物,也是其介质,可通过使用P/HCQ来克服。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
c-MYC表达升高是否介导PDAC对曲美替尼和羟氯喹(T/HCQ)的耐药,以及CDK4/6和溶酶体抑制能否克服这种耐药。
核心机制
c-MYC通过促进细胞周期进展(上调 cyclin A2/B1、RB磷酸化,下调p27KIP1)介导对T/CQ的耐药;CDK4/6抑制剂palbociclib诱导保护性自噬,联合氯喹可阻断细胞周期进展,从而克服c-MYC介导的耐药。
主要证据
患者样本显示c-MYC高表达与T/HCQ耐药相关;体外和异种移植实验表明c-MYC表达足以赋予T/CQ耐药,而P/CQ在c-MYC表达时仍可抑制肿瘤生长;患者1接受P/HCQ治疗后CA19-9水平下降和影像学改善。
研究意义
研究提出c-MYC是T/HCQ耐药的生物标志物和介质,并建议将P/HCQ作为治疗T/HCQ耐药PDAC的潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本分析

探讨c-MYC表达与T/HCQ耐药的相关性

对3名患者(患者1、2、3)的肿瘤样本进行基因测序和免疫组化分析,检测c-MYC拷贝数变化和蛋白表达水平。

2

c-MYC介导T/CQ耐药的验证

验证c-MYC表达是否足以赋予PDAC细胞对T/CQ的耐药性

在HPAF-II和PDX220细胞中构建Tet-On c-MYC表达系统,接种至NOD/SCID小鼠,给予Dox诱导c-MYC表达,并联合T/CQ治疗,观察肿瘤生长。

3

细胞周期分析

探究c-MYC是否通过促进细胞周期进展介导耐药

用流式细胞术分析PDAC细胞(Panc10.05, HPAF-II, PDX220)在Dox诱导c-MYC表达及T/CQ处理下的细胞周期分布。

4

CDK4/6抑制剂诱导自噬的检测

评估CDK4/6抑制剂是否诱导PDAC细胞自噬

用palbociclib、abemaciclib、ribociclib处理表达mCherry-eGFP-LC3B的PDAC细胞,通过流式细胞术检测自噬流,并用电子显微镜观察自噬囊泡。

5

P/CQ联合治疗的体外效果验证

验证P/CQ能否克服c-MYC介导的T/CQ耐药

在Tet-On c-MYC细胞中,用palbociclib和CQ联合处理,分析细胞周期、细胞增殖及蛋白表达。

6

P/CQ在异种移植瘤中的效果

验证P/CQ能否抑制c-MYC高表达肿瘤的生长

将Tet-On c-MYC表达的HPAF-II和PDX220细胞接种于NOD/SCID小鼠,用P/CQ和/或Dox处理,测量肿瘤体积并进行IHC分析。

7

患者1临床反应和PDX模型验证

探索P/HCQ对T/HCQ耐药患者的治疗潜力和机制

患者1在T/HCQ耐药后接受P/HCQ治疗,监测CA19-9水平和CT影像;建立T/HCQ耐药PDX模型,在体内验证P/CQ的疗效。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
EMEM培养基ATCC--
RPMI-1640培养基Gibco--
DMEM/F-12培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
pLVX-TetOne-Puro c-MYCT58A----
pUltra-Auto----
QuikChange II XL定点突变试剂盒Agilent--
嘌呤霉素----
多西环素----
曲美替尼----
氯喹----
羟氯喹----
帕博西尼----
阿贝西利----
瑞博西尼----
alisertib----
ulixertinib----
胰岛素Sigma-Aldrich--
胰蛋白酶-EDTAGibco--
SYTOX Blue染色剂----
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
DAPI染色剂Thermo Fisher Scientific--
Triton X-100Sigma-Aldrich--
NuPage 4-12% Bis-Tris凝胶Thermo Fisher Scientific--
聚偏二氟乙烯膜Invitrogen--
iBLOT 2干转印系统Thermo Fisher Scientific--
Odyssey封闭缓冲液LI-COR--
磷酸化ERK1/2抗体CST4370
ERK1/2抗体CST4696
pRB抗体CST8516S
RB抗体CST9309S
c-MYC抗体CST5605S
E2F1抗体CST3742S
Cyclin B1抗体CST12231S
Cyclin A2抗体CST91500S
Cyclin D2抗体CST3741S
Cyclin E1抗体CST20808S
CDK2抗体CST2546S
CDK4抗体CST12790S
CDK6抗体CST3136S
p27KIP1抗体CST3686S
p21WAF1/CIP1抗体CST2947S
Vinculin抗体CST13901
GAPDH抗体CST97166S
β-actin抗体CST4970S
Alexa 680/800二抗----
LI-COR CLx数字化荧光扫描仪LI-COR--
Image Studio软件----
基质胶Corning Life Sciences--
多西环素饲料Envigo Teklad--
玉米油----
乳酸钠----
福尔马林----
乙醇----
Bloxall封闭液Vector Labs--
马血清Vector Labs--
磷酸化ERK抗体CSTD13.14.4E
p62抗体ProgenGP62-C
pRB抗体CSTD20B12
抗兔HRP聚合物Vector Labs--
抗豚鼠HRP聚合物Vectastain--
DAB显色剂Vector Labs--
Pannoramic MIDI 3D Histech切片扫描仪Epredia--
3DHistech扫描仪CaseViewer3DHistech--
Incucyte Caspase-3/7绿色凋亡检测试剂Essen Bioscience--
IncuCyte活细胞分析系统Essen Bioscience--
Incucyte ZOOM 2016B软件----
ATPlite 1step发光试剂盒Perkin Elmer--
Nunc 96孔光学底板Thermo Fisher Scientific--
BioTek Synergy HTX酶标仪BioTek--
LysoTracker Red DND-99Thermo Fisher Scientific--
NucBlue活细胞染色Ready Probes试剂Thermo Fisher Scientific--
EVOS FL细胞成像系统Thermo Fisher Scientific--
Leica UC6超薄切片机Leica--
JEOL JEM-1400 Plus透射电子显微镜JEOL--
Gatan 2K x 2K数字相机Gatan--
GraphPad Prism 9软件GraphPad--
Excel软件Microsoft--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系名称、培养基类型、血清浓度、培养条件
阅读提示:Materials and methods: Cells lines
药物处理
药物浓度、处理时间、溶剂对照
阅读提示:Figure legends and Materials and methods
异种移植模型
细胞数量、接种方式、小鼠品系、药物剂量和给药方式、肿瘤测量
阅读提示:Materials and methods: Xenograft assays
PDX模型
患者肿瘤来源、植入方式、药物处理
阅读提示:Materials and methods: PDX assays
细胞周期分析
处理时间、染色方法、流式分析参数
阅读提示:Materials and methods: Cell cycle analysis
自噬检测
细胞系、药物浓度、孵育时间、检测指标
阅读提示:Materials and methods: Autophagic flux assays