Mol Ther-Oncol | 低脂筏水平通过促进自噬诱导乳腺癌细胞抗药性

编辑丨Leo

AutophagyAdvances

肿瘤抗药性是癌症治疗领域最大的挑战之一。肿瘤细胞可利用高水平的细胞自噬维持细胞稳态，帮助细胞在药物环境中生存，产生抗性，降低疗效。在此类抗药的肿瘤细胞中，将自噬抑制剂与化疗药物联用将大大提高治疗效果。然而，目前对于自噬诱导的肿瘤抗药性尚无有效的筛选指标，这一问题已成为减灭癌症细胞抗药性和寻求癌症新治疗方法的热点和重点。

脂筏是细胞生物膜结构上富含胆固醇和鞘磷脂的动态微结构域，为膜信号传导、细胞骨架构建、细胞器互作等重要细胞生命活动提供相对独立的反应平台，进行精准调控。细胞自噬是利用双层膜的自噬泡包裹代谢底物，进而与溶酶体膜融合后降解其内容物的过程。脂筏是否参与自噬过程中膜结构的变化此前尚未完全厘清。

近日，澳门大学沈汉明教授团队在Molecular Therapy-Oncolytics上在线发表了题为'Cholesterol-enriched membrane micro-domains deficiency induces doxorubicin resistance via promoting autophagy in breast cancer'的研究论文。该研究首次报道了脂筏在自噬体形成的负向调控作用及分子机制，同时，提示脂筏关键蛋白CAV1的表达可作为乳腺癌细胞高自噬水平和抗药性的筛选指标，为自噬靶向治疗提供重要线索。

在机制研究中，作者利用CAV1基因敲除和胆固醇溶解剂MBCD破坏脂筏结构后检测细胞自噬流变化，发现细胞自噬流显著增高，且激光共聚焦显微镜观察自噬早期信号如WIPI2、ATG16等蛋白点状结构形成，电镜下也观察到脂筏破坏的细胞中双层膜的自噬泡结构增加，提示脂筏降低诱导自噬泡形成。此前已有报道表明参与自噬泡形成的循环内体膜表面有脂筏结构分布，同时作者也发现了脂筏标记物和自噬泡标记蛋白在循环内体上均有分布，故作者接下来通过生化手段去除细胞内的循环内体，发现被脂肪破坏所诱导的自噬增高受到显著抑制，证明循环内体在其中的重要作用。该研究进而通过一系列细胞显微和生化手段，证明促自噬前体膜泡结构融合的SNARE蛋白VAMP3与亲和胆固醇的STX6蛋白在循环内体膜上的脂筏中紧密结合，破坏脂筏结构将释放VAMP3蛋白，促进自噬泡形成。

作者团队此前的工作已在部分乳腺癌细胞系和病人样本中发现脂筏结构蛋白CAV1表达水平显著降低，此研究在TCGA和NCBI GEO等公共数据库中验证了这一点，同时发现CAV1表达水平与病人不良预后负相关。在接下来的功能解析中，通过在CAV1缺失的乳腺癌细胞系中构建CAV1表达稳转系，该研究在细胞水平和小鼠荷瘤模型中验证了CAV1缺失的乳腺癌细胞对一线化疗药物阿霉素（Doxorubicin）具有较高抗性，小鼠荷瘤体积增长明显快于CAV1高表达的肿瘤细胞。而自噬抑制剂羟基氯喹（Hydroxychloroquine）与阿霉素联用则显著抑制肿瘤生长，在CAV1缺失的细胞中取得了与在CAV高表达细胞中相同的效果。

综上，在机制方面，该研究扩展了对脂筏结构新功能的认识，为自噬的调控机制研究提供了新的思路和途径。在癌症治疗方面，该研究发现在乳腺癌组织中低水平的CAV1和脂筏结构通过提高细胞自噬水平，帮助细胞对抗不利环境，维持癌症细胞的生存和发展。对于这一类CAV1低表达对癌症细胞，自噬抑制剂具有较好的抗癌效果。该研究首次提出CAV1或脂筏水平可作为对乳腺癌患者进行自噬靶向治疗的生物指标，为细化乳腺癌的治疗策略提供了依据。

本研究主要由澳门大学沈汉明教授团队完成，第一作者现为浙江大学基础医学院讲师诗音博士。

论文链接

https://www./science/article/pii/S237277052100142X

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