YAP/TAZ通过抑制促凋亡和激活SLC7A5/mTOR轴介导对KRAS抑制剂的耐药性

YAP/TAZ mediates resistance to KRAS inhibitors through inhibiting proapoptosis and activating the SLC7A5/mTOR axis.

作者信息Wang Yang, Ming Zhang, Tian-Xing Zhang, Jia-Hui Liu, Man-Wei Hao, Xu Yan, Haicheng Gao, Qun-Ying Lei, Jiuwei Cui, Xin Zhou
PMID39704172
发布时间2024-12
DOI10.1172/jci.insight.178535

实验完整度

包含体外细胞实验、异种移植瘤模型、转录组学和生物信息学分析等多个证据层级,并进行功能验证和机制验证。

主要模型

KRAS G12C突变肺癌细胞系SW1573、H2030 KRAS G12C突变肺癌细胞系H358及获得性耐药株H358R KRAS G12D突变胰腺癌细胞系PANC1、HPAFII 小鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞系来源和培养条件:H358、SW1573等细胞系来自ATCC或ECACC,培养基RPMI 1640或DMEM,补充10%FBS 耐药细胞系构建:H358R通过AMG510浓度递增(0.1μM至1μM)诱导约6个月,H358R N20通过体内模型 敲低效率验证:YAP/TAZ和TEADs的敲低效果通过免疫印迹验证 药物处理浓度和时间:AMG510、ARS1620、MRTX849等处理浓度和时间在具体实验中明确,例如AMG510 1μM处理3天 动物实验:雌性小鼠,每组n=5,给药方案AMG510 30mg/kg每日口服

摘要

KRAS突变在多种人类癌症中频繁发生。靶向KRAS突变的选择性抑制剂的开发开启了靶向治疗的新时代。然而,对这些抑制剂的内在性和获得性耐药仍然是主要挑战。在此,我们发现对KRAS G12C抑制剂耐药的癌细胞也对其他靶向治疗(如RTK或SHP2抑制剂)表现出交叉耐药。转录组分析显示,Hippo-YAP/TAZ通路在内在耐药和获得性耐药细胞中被激活。YAP/TAZ的组成性激活赋予了对KRAS G12C抑制剂的耐药性,而敲低YAP/TAZ或TEADs使耐药细胞对这些抑制剂敏感。这种情况在KRAS G12D突变癌细胞中也观察到。机制上,YAP/TAZ通过下调促凋亡基因(如BMF、BCL2L11和PUMA)的表达来保护细胞免受KRAS抑制剂诱导的凋亡,并通过激活SLC7A5/mTORC1轴逆转KRAS抑制剂诱导的增殖阻滞。我们进一步证明,达沙替尼和MYF-03-176通过降低SRC激酶活性和TEAD活性显著增强KRAS抑制剂的疗效。总体而言,靶向Hippo-YAP/TAZ通路具有克服KRAS抑制剂耐药性的潜力。

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
KRAS抑制剂的内在和获得性耐药机制是什么,以及如何克服这种耐药性?
核心机制
YAP/TAZ通过下调促凋亡基因(如BMF、BCL2L11、PUMA)保护细胞免受KRAS抑制剂诱导的凋亡,并通过激活SLC7A5/mTORC1轴逆转KRAS抑制剂诱导的增殖阻滞,从而介导耐药性。
主要证据
通过在多种细胞系中敲低YAP/TAZ或TEADs可增强KRAS抑制剂敏感性,异位表达YAP S127A或TAZ S89A赋予耐药性,及体内异种移植瘤实验显示达沙替尼联合AMG510显著抑制肿瘤生长。
研究意义
靶向Hippo-YAP/TAZ通路(如使用达沙替尼)有潜力克服KRAS抑制剂耐药性,改善KRAS突变癌症患者的预后。

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

评估KRAS G12C抑制剂耐药细胞的交叉耐药性

确定耐KRAS G12C抑制剂的细胞是否对其他靶向RAS通路的抑制剂也耐药。

使用AMG510与buparlisib、linsitinib、gefitinib、trametinib或SHP099组合处理敏感和耐药细胞系,通过细胞活力测定和克隆形成实验评估效果,并利用GDSC数据库进行IC50相关性分析。

2

分析Hippo-YAP/TAZ通路在耐药细胞中的激活

探究YAP/TAZ通路是否在耐药细胞中被激活。

利用公共转录组数据(20个KRAS G12C突变细胞系)进行基因模块和转录因子分析,通过免疫荧光检测YAP/TAZ亚细胞定位,使用免疫印迹分析YAP/TAZ磷酸化状态。

3

验证YAP/TAZ激活对KRAS抑制剂耐药性的影响

确定YAP/TAZ激活是否足以赋予耐药性以及其是否对维持耐药性必要。

在敏感细胞中异位表达组成性激活的YAP S127A或TAZ S89A,检测对KRAS G12C抑制剂的敏感性;在耐药细胞中敲低YAP/TAZ或TEADs,检测敏感性变化和克隆形成能力。

4

阐明YAP/TAZ调控凋亡和增殖的机制

揭示YAP/TAZ调节细胞对KRAS抑制剂反应的分子机制。

通过RT-qPCR和免疫印迹检测凋亡相关基因(BMF, BCL2L11, PUMA等)和mTOR相关基因(SLC7A5等)的表达,结合功能实验(如敲低YAP/TAZ后添加Q-VD-OPh或siRNA)。

5

评估靶向YAP/TAZ的药物与KRAS抑制剂的协同效应

筛选能增强KRAS抑制剂疗效的YAP/TAZ通路调节剂。

使用棋盘法和克隆形成实验评估化合物(包括dasatinib和MYF-03-176)与KRAS抑制剂的协同作用。

6

在体内验证联合治疗的疗效

评估dasatinib联合AMG510在异种移植瘤模型中的抗肿瘤效果。

使用SW1573和H358R细胞建立裸鼠异种移植瘤模型,给予AMG510、dasatinib或联合治疗,监测肿瘤体积和体重,并通过免疫组化检测Ki67和cleaved caspase-3。

7

验证Hippo-YAP/TAZ通路在KRAS G12D抑制剂耐药中的作用

确认YAP/TAZ激活和耐药机制是否也适用于KRAS G12D突变。

检测KRAS G12D突变细胞系(HPAFII, PANC1, SW1990)中YAP/TAZ亚细胞定位,敲低YAP/TAZ后评估对MRTX1133的敏感性,以及联合dasatinib或MYF-03-176的效果。

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
AMG510DC Chemicals--
MRTX1133DC Chemicals--
达沙替尼DC Chemicals--
MYF-01-37DC Chemicals--
MYF-03-176DC Chemicals--
K975DC Chemicals--
辛伐他汀Selleckchem--
瑞舒伐他汀Selleckchem--
匹伐他汀Selleckchem--
氟伐他汀Selleckchem--
洛伐他汀Selleckchem--
XAV-939Selleckchem--
Ki16425Selleckchem--
毛喉素Selleckchem--
ARS1620Selleckchem--
吉非替尼Selleckchem--
林西替尼Selleckchem--
曲美替尼Selleckchem--
SHP099Selleckchem--
PEG300Selleckchem--
吐温80Selleckchem--
维替泊芬MedChemExpress--
MRTX849MedChemExpress--
布帕利西布MedChemExpress--
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
L-亮氨酸Sigma-Aldrich--
RPMI 1640培养基Procell--
DMEM培养基Procell--
MEM培养基Procell--
胎牛血清----
青霉素----
链霉素----
聚凝胺Solarbio--
嘌呤霉素TargetMol--
潮霉素BTargetMol--
肿瘤解离试剂盒Miltenyi Biotec--
CCK-8试剂盒Bimake--
BioTek Synergy HT酶标仪BioTek--
硝酸纤维素膜Millipore--
ChemiScope 5300化学发光成像系统CLINX--
超敏ECL化学发光底物Biosharp--
RNA提取试剂盒Foregene--
PrimeScript RT Master MixTakara--
RealStar Green Fast MixtureGenstar--
Bio-Rad CFX384实时荧光定量PCR系统Bio-Rad--
YAP抗体Santa Cruz Biotechnologysc-101199
GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47724
BCL2L11抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374358
PUMA抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374223
SLC7A5抗体Santa Cruz Biotechnologysc-374232
ERK1/2抗体Santa Cruz Biotechnologysc-514302
p-YAP (Ser127)抗体Cell Signaling Technology4911
pan-TEAD抗体Cell Signaling Technology13295
SLC7A5抗体Cell Signaling Technology5347
LATS1抗体Cell Signaling Technology3477
p-MEK1/2 (Ser217/221)抗体Cell Signaling Technology9154
MEK1/2抗体Cell Signaling Technology9122
p-ERK1/2 (Thr202/Tyr204)抗体Cell Signaling Technology9101
p-RSK (Thr359)抗体Cell Signaling Technology8753
RSK抗体Cell Signaling Technology9355
p-S6 (Ser235/236)抗体Cell Signaling Technology2211
S6抗体Cell Signaling Technology2217
p-AKT (Ser473)抗体Cell Signaling Technology4060
AKT抗体Cell Signaling Technology9272
TAZ抗体Sigma-AldrichHPA007415
β-actin抗体Shanghai HuiOu Biotech Co., Ltd.HOA013BA01
HA抗体Shanghai HuiOu Biotech Co., Ltd.HOA012HA01
lamin A/C抗体PTM BIOPTM-5746
HRP标记的山羊抗小鼠二抗Shanghai HuiOu Biotech Co., Ltd.HOA024GM01
HRP标记的山羊抗兔二抗Shanghai HuiOu Biotech Co., Ltd.HOA024GR01
pLVX-puro载体Bio-research innovation center Suzhou--
pLVX-puro-YAP2 S127A质粒Bio-research innovation center Suzhou--
pCDN3-TAZ S89A质粒Bio-research innovation center Suzhou--
pLV3-puro-SLC7A5 (P48869)质粒Miaoling Biotech--
pLVX-YAP S127A/3YE质粒Sangon Biotech--
pCDH-GFP载体----
pMKO.1-hygro载体Addgene--
pLKO.1-puro载体Addgene--
转染试剂 (Polyplus)Polyplus--

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
细胞系来源和培养条件:H358、SW1573等细胞系来自ATCC或ECACC,培养基RPMI 1640或DMEM,补充10%FBS、100U/mL青霉素和100μg/mL链霉素。
阅读提示:Methods 的 'Cell lines and cell culture' 部分
耐药细胞系构建
H358R通过AMG510浓度递增(0.1μM至1μM)诱导约6个月;H358R N20通过口服30mg/kg AMG510的异种移植模型;HPAFIIR通过MRTX1133浓度递增(0.01μM至0.1μM)诱导约4个月。
阅读提示:Methods 的 'Generation of resistant cancer cell lines' 部分
基因敲低和过表达
YAP/TAZ和TEADs的敲低通过shRNA或siRNA,过表达通过慢病毒载体;敲低效率需通过免疫印迹验证。
阅读提示:Methods 的 'Construction of plasmids and generation of stable cells' 和 'siRNA transfection' 部分
细胞活力测定
细胞以3×10^3至5×10^3个/孔接种96孔板,处理3-5天;CCK-8孵育1-4小时,测量450nm吸光度。
阅读提示:Methods 的 'Cell viability and synergy score' 部分
动物实验
使用雌性小鼠,每组5只;AMG510 30mg/kg每日口服;肿瘤体积和体重监测;Ki67和cleaved caspase-3免疫组化。
阅读提示:Methods 的 'Study approval' 部分和Figure Legends 8