抑制EGFR克服肝细胞癌中STAT3-ABCB1信号驱动的获得性仑伐替尼耐药

Inhibition of EGFR Overcomes Acquired Lenvatinib Resistance Driven by STAT3-ABCB1 Signaling in Hepatocellular Carcinoma

作者信息Beiyuan Hu, Tiantian Zou, Wei Qin, Xiaotian Shen, Yinghan Su, Jianhua Li, Yang Chen, Ze Zhang, Haoting Sun, Yan Zheng, Chao-Qun Wang, Zhengxin Wang, Tian-En Li, Shun Wang, Le Zhu, Xufeng Wang, Yan Fu, Xudong Ren, Qiongzhu Dong, Lun-Xiu Qin
PMID36066408
发布时间2022-10-17
DOI10.1158/0008-5472.CAN-21-4140

实验完整度

包含体外耐药细胞模型、体内移植瘤模型、临床样本验证,并进行了功能验证(敲低/过表达)和机制验证(信号通路、脂筏)。

主要模型

HuH7细胞及其仑伐替尼耐药株HuH7 LR PLC/PRF/5细胞及其仑伐替尼耐药株PLC/PRF/5 LR Hep1-6小鼠肝癌细胞耐药株 HCC患者肿瘤样本

重点核对

耐药细胞株建立:逐步递增仑伐替尼浓度,HuH7从3 μmol/L升至30 μmol/L,PLC/PRF/5从20 μmol/L升至60 μmol/L 动物模型:皮下或原位移植瘤模型,仑伐替尼剂量10 mg/kg/d 联合治疗:仑伐替尼联合厄洛替尼(各1/3剂量)在体内外协同抑制耐药肿瘤 临床样本:9例HCC患者,根据RECIST1.1分为PR、SD和PD,比较EGFR-STAT3-ABCB1通路表达 外泌实验:FITC标记的仑伐替尼用于检测药物外排

摘要

仑伐替尼是一种多受体酪氨酸激酶抑制剂,最近被批准用于肝细胞癌(HCC)的一线治疗。然而,仑伐替尼的临床获益有限,迫切需要了解其耐药机制。我们在此报告,HCC细胞通过激活EGFR并刺激EGFR-STAT3-ABCB1轴而对仑伐替尼产生耐药性。仑伐替尼耐药伴随着异常的胆固醇代谢和脂筏激活。ABCB1以脂筏依赖性方式被EGFR激活,显著增强了仑伐替尼的外泌,从而介导耐药。此外,HCC临床标本显示EGFR-STAT3-ABCB1通路的激活与仑伐替尼反应之间存在相关性。厄洛替尼是一种EGFR抑制剂,也被证明能抑制ABCB1,抑制仑伐替尼外泌,仑伐替尼和厄洛替尼联合治疗在体外和体内均显示出对HCC的显著协同效应。综上所述,这些发现表征了HCC一线治疗耐药的机制,并提供了一种规避耐药和治疗该疾病的实用方法。

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
HCC细胞如何获得对仑伐替尼的耐药性,以及是否可以联合用药克服耐药。
核心机制
仑伐替尼耐药由EGFR激活并通过STAT3上调ABCB1,ABCB1以脂筏依赖性方式增强仑伐替尼外排,导致耐药。
主要证据
利用耐药细胞模型、异种移植瘤模型和临床标本,通过蛋白质组学、RTK磷酸化芯片、Western blot、免疫荧光等功能和机制实验证明EGFR-STAT3-ABCB1通路被激活并介导耐药;联合厄洛替尼可抑制ABCB1外排并协同增敏。
研究意义
揭示仑伐替尼获得性耐药机制,提出仑伐替尼联合厄洛替尼的治疗策略,以克服耐药并改善患者获益。

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

建立获得性仑伐替尼耐药细胞模型

获得对仑伐替尼耐药的HCC细胞模型以研究耐药机制。

通过逐步递增仑伐替尼浓度处理HuH7和PLC/PRF/5细胞,持续6个月,建立耐药细胞株HuH7 LR和PLC/PRF/5 LR,并通过CCK-8评估IC50验证耐药。

2

鉴定参与耐药的信号通路

识别介导仑伐替尼耐药的关键分子和信号通路。

通过TMT蛋白质组分析和磷酸化RTK芯片比较耐药和敏感细胞,发现EGFR和ABCB1上调,并通过Western blot验证EGFR下游STAT3等通路激活。

3

验证ABCB1介导仑伐替尼外排

确证ABCB1通过促进药物外排介导耐药。

通过LC-MS测量培养上清中仑伐替尼浓度,并使用FITC标记的仑伐替尼进行外排实验,检测耐药细胞外排增加。

4

验证联合用药的协同效应

评估仑伐替尼联合厄洛替尼是否能克服耐药并具有协同作用。

处理耐药细胞和异种移植瘤模型,通过CCK-8、克隆形成、TUNEL、免疫组化等评估效果,并计算联合指数(CI)。

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
仑伐替尼Selleck--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素Gibco--
脂质去除胎牛血清BiowestS181L
CCK-8试剂盒----
TRIzol试剂Invitrogen--
Nanodrop ND-1000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
PrimeScript反转录试剂盒Takara--
SYBR Green荧光染料Takara--
ABI PRISM 7900序列检测系统Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
PVDF膜----
抗STAT3抗体CST9139
抗p-STAT3抗体CST4113
抗GAPDH抗体CST2118
抗ABCB1抗体CST13978
抗EGFR抗体CST4267
抗pEGFR抗体CST3777
抗AKT抗体CST4685
抗pAKT抗体CST4060
抗ERK抗体CST4695
抗pERK抗体CST4370
抗CAV1抗体Proteintech66067-1-Ig
抗FLOT1抗体ABclonalA6220
抗CEBPD抗体Abcamab65081
ImageQuant LAS 4000成像系统GE Healthcare Life Sciences--
抗pEGFR抗体CST3777
抗EGFR抗体CST4267
抗ABCB1抗体CST13978
抗STAT3抗体ABclonalA19566
抗Ki67抗体Abcamab15580
抗cleaved caspase-3抗体CST9664
抗pEGFR抗体CST3777
抗CAV1抗体Proteintech66067-1-Ig
抗ABCB1抗体CST13342
Alexa Fluor 488荧光染料Beyotime Biotechnology--
Alexa Fluor 555荧光染料Beyotime Biotechnology--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚----
徕卡共聚焦显微镜Leica--
pCDH-puro表达载体System Biosciences--
pLKO.1 TRC载体Sigma--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
胆固醇检测试剂盒Applygen Technologies, Inc.E1005
胆固醇检测试剂盒Abcamab133116
FITC标记的仑伐替尼西安瑞禧生物科技有限公司--
DiI染料----
活细胞工作站----
厄洛替尼----
Stattic(STAT3抑制剂)----
人表皮生长因子----
串联质谱标签----
磷酸化受体酪氨酸激酶芯片R&D Systems--
GraphPad Prism 8.0统计软件----
ImageJ软件----
甲基-β-环糊精----
脂筏提取试剂盒----

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
耐药细胞模型建立
起始浓度、递增方案、耐药株命名
阅读提示:Materials and Methods, Cell culture
细胞活力测定
细胞接种密度、处理时间、浓度范围
阅读提示:Materials and Methods, Cell viability assay
分子表达检测
抗体号、PCR引物序列、内参基因
阅读提示:Materials and Methods, Western blotting, RNA isolation, reverse transcription, and qPCR
外排实验
FITC-仑伐替尼浓度、标记时间、观察时间
阅读提示:Materials and Methods, Lenvatinib efflux assay and concentration measurement
体内治疗实验
细胞接种数量、肿瘤体积阈值、给药剂量和频率
阅读提示:Materials and Methods, In vivo treatment studies