*僅供醫學專業人士閱讀參考
歲月不饒人，也沒饒了癌細胞。即使強如癌細胞也免不了會衰老，然而細胞衰老對腫瘤發展的影響卻表現出兩面性。
一方面，細胞衰老持續性地阻礙了細胞周期運轉，抑制腫瘤生長。另一方面，衰老細胞可以引起慢性炎症、免疫抑制並促進腫瘤細胞的間質-上皮轉化，從而促進腫瘤免疫逃逸以及轉移[1,2,3]。
因此，雖然腫瘤細胞發生衰老代表着治療的初步理想結果，但衰老細胞的長期存在可能是有害的。這提示我們或許可以通過化療等手段誘導腫瘤細胞的衰老，隨後通過藥物清除衰老細胞避免其長期存在，給予腫瘤雙重打擊[4]。
Senolytics是一類可以清除衰老細胞的藥物，或許可以應用於上述的治療策略。但是目前的局限之處在於我們缺少一些特異性針對衰老腫瘤細胞的、低毒的Senolytic。
近期，來自荷蘭癌症研究所的René Bernards/王力勤團隊和上海市腫瘤研究所覃文新團隊聯合在《自然·癌症》上發表研究成果[5]。
他們發現衰老的腫瘤細胞會上調cFLIP表達以阻止死亡受體5（DR5）介導的細胞凋亡。而抑制溴結構域包含蛋白2（BRD2）可以減少cFLIP，使衰老的腫瘤細胞對DR5介導的凋亡更加敏感，因此聯用BRD2抑制劑與DR5激動性抗體可以殺死多種衰老的腫瘤細胞。
在動物模型中，「細胞衰老誘導劑+BRD2抑制劑+DR5激動性抗體」組合可以達到更好的抗腫瘤效果。
論文首頁截圖
為了尋找衰老腫瘤細胞的阿喀琉斯之踵，研究團隊使用了全基因組CRISPR-Cas9敲除篩選體系，以尋找那些敲除後能夠顯著促進衰老腫瘤細胞死亡的基因。
他們發現，在衰老誘導劑（極光激酶A抑制劑Alisertib、PLK4抑制劑CFI-400945和拓撲異構酶II抑制劑Etoposide）處理後的A549細胞中敲除CFLAR（編碼cFLIP）可以顯著促進衰老腫瘤細胞的死亡。
接下來，研究團隊通過cFLIP敲除細胞系驗證了上述CRISPR-Cas9篩選的結果，並且發現敲除cFLIP是通過增加細胞凋亡的方式促進衰老腫瘤細胞死亡的。
敲除cFLIP促進衰老腫瘤細胞發生caspase3/7依賴的細胞凋亡
為了探究為什麼敲除cFLIP之後可以促進衰老腫瘤細胞的凋亡，研究團隊對經過Alisertib處理的A549細胞進行轉錄組測序以及分析。
他們發現，衰老的腫瘤細胞中NF-κB信號顯著增強，而cFLIP正是NF-κB的下游基因。Q-PCR結果表明，衰老的腫瘤細胞中cFLIP、死亡受體DR5及其配體TRAIL等多種NF-κB下游基因mRNA顯著增加。這一現象在多種腫瘤細胞中普遍存在。
由於cFLIP具有抑制DR5介導的細胞凋亡的作用[6]，研究團隊猜想，NF-κB活性在衰老細胞中上調，這導致DR5及其配體TRAIL的表達增加，從而引發衰老細胞凋亡。然而，隨着cFLIP的增加，衰老細胞免於凋亡。
衰老腫瘤細胞中NF-κB活性增強，cFLIP、DR5和TRAIL表達增加
既然衰老的腫瘤細胞會上調錶達DR5，那麼使用TRAIL處理是否可以促進衰老腫瘤細胞的死亡呢？
研究團隊使用重組三聚體TRAIL蛋白處理衰老的腫瘤細胞，發現這可以顯著地促進衰老腫瘤細胞的凋亡，並且這種作用依賴於DR5。
由於TRAIL的生物利用率很低，並且會被誘餌受體結合，研究團隊嘗試使用DR5的激動性抗體conatumumab處理衰老腫瘤細胞。他們發現，conatumumab通過引起細胞凋亡選擇性殺死衰老腫瘤細胞。
TRAIL以及DR5激動性抗體可以選擇性清除衰老的腫瘤細胞
為了探究conatumumab能否應用在「誘導腫瘤細胞衰老—清除衰老細胞」抗腫瘤策略中，研究團隊構建了肝細胞癌患者來源的異種移植 (PDX) 模型，並給予小鼠Alisertib、Barasertib（兩種細胞衰老誘導劑）以及conatumumab單藥治療或者組合治療。
他們發現，單用時僅Alisertib有一定療效，但是將conatumumab與Alisertib或Barasertib聯合使用則可以顯著改善治療效果。
腫瘤組織樣本檢測發現，Alisertib治療可以誘導腫瘤細胞衰老，而在聯合治療組中，腫瘤內衰老細胞的比例顯著降低。這表明聯合治療清除了衰老的腫瘤細胞並顯著改善了抗腫瘤治療效果。
將DR5激動性抗體與衰老誘導劑聯用顯著增強抗腫瘤治療效果
由於幾種DR5激動性抗體在臨床上顯示出較多的毒副作用[7]，因此研究團隊希望繼續改進治療策略為了進一步降低DR5的抗體用量。
為此，研究團隊再次進行了CRISPR/Cas9篩選，以尋找敲除後可使PC9肺癌細胞對DR5激動性抗體治療敏感的基因。
他們發現，敲除BRD2可以使腫瘤細胞對conatumumab處理更加敏感（這裡用的並不是衰老腫瘤細胞，而是未經衰老誘導劑處理的細胞）。隨後他們使用小分子抑制劑NEO2734證實了篩選結果。
重要的是，使用能夠殺死腫瘤細胞的相同藥物濃度的conatumumab和NEO2734並不會殺死人類原代視網膜細胞（Rep1）和成纖維細胞（BJ），表明這種聯合用藥策略能夠顯著降低毒副作用。
不過，為何抑制BRD2可以增加腫瘤細胞對DR5激動性抗體的敏感性呢？
為了探究這個問題，研究團隊對NEO2734處理的腫瘤細胞進行了轉錄組分析。他們發現，NEO2734處理能夠顯著降低cFLIP的表達。這與之前在衰老細胞中進行的CRISPR篩選結果一致，所以研究團隊測試了BRD2抑制劑與DR5激動性抗體聯合處理是否能夠有效清除衰老腫瘤細胞。
結果顯示，低劑量的BRD2抑制劑與DR5激動性抗體處理優先清除了衰老的腫瘤細胞。
抑制BRD2降低cFLIP的表達並增強腫瘤細胞對DR5激動性抗體的敏感性；BRD2抑制劑+DR5激動性抗體可以有效並優先清除衰老腫瘤細胞
最後，研究團隊在小鼠體內探究了「細胞衰老誘導劑+BRD2抑制劑+DR5激動性抗體」組合的抗腫瘤效果。結果顯示，單藥治療有一定的抑制腫瘤生長效果，但是三藥聯用極大地改善了治療效果。
「細胞衰老誘導劑+BRD2抑制劑+DR5激動性抗體」藥物組合能夠有效抑制腫瘤生長
這項研究成果顯示，衰老腫瘤細胞中死亡受體DR5及其配體TRAIL上調，說明衰老腫瘤細胞已經為死亡做好了準備，但是cFLIP抑制了腫瘤細胞的凋亡。抑制BRD2，可以降低腫瘤細胞內cFLIP的表達，使腫瘤細胞對DR5介導的細胞凋亡更加敏感。因此，將細胞衰老誘導劑、BRD2抑制劑以及DR5激動劑聯用可以十分有效地清除腫瘤細胞。
此外，這項研究成果也表明，腫瘤細胞內NF-κB活性增加可能代表着其為死亡做好了準備（DR5以及TRAIL上調），只是cFLIP阻礙了其死亡。因此，抑制BRD2或許對一些NF-κB 驅動的腫瘤具有治療作用。
參考文獻：
1.Kuilman, T. et al Oncogene-induced senescence relayed by an interleukin-dependent inflammatory network. Cell 133, 1019–1031 (2008)
2.Demaria, M. et al Cellular senescence promotes adverse efects of chemotherapy and cancer relapse. Cancer Discov. 7, 165–176 (2017)
3.Faget, D. V., Ren, Q. & Stewart, S. A. Unmasking senescence: context-dependent efects of SASP in cancer. Nat. Rev. Cancer 19, 439–453 (2019)
4.Wang L, Lankhorst L, Bernards R. Exploiting senescence for the treatment of cancer. Nat Rev Cancer. 2022;22(6):340-355. doi:10.1038/s41568-022-00450-9
5.Wang, L., Jin, H., Jochems, F. et al. cFLIP suppression and DR5 activation sensitize senescent cancer cells to senolysis. Nat Cancer 3, 1284–1299 (2022). https://doi.org/10.1038/s43018-022-00462-2
6.Shirley S, Micheau O. Targeting c-FLIP in cancer. Cancer Lett. 2013;332(2):141-150. doi:10.1016/j.canlet.2010.10.009
7.Finnberg, N. K. et al Agonists of the TRAIL death receptor DR5 sensitize intestinal stem cells to chemotherapy-induced cell death and trigger gastrointestinal toxicity. Cancer Res. 76, 700–712 (2016).
責任編輯丨張金旭
留言列表