文献解析 | 抑制基质 I 类 HDAC 可抑制胰腺癌进展

大家好，今天跟大家分享一篇题为Inhibi ting stromal Class I HDACs curbs pancr eatic cancer prog ression（抑制基质I类HDAC抑制胰腺癌症进展）胰腺导管腺癌(PDAC)的生存率很低，预计到 2030 年将成为第二大致命癌症，预后不良和治疗抵抗部分归因于转化胰腺上皮诱导的促结缔组织增生反应导致的突出的活化间质。

01

研究背景

胰腺导管腺癌 （PDAC） 中的致癌病变劫持了基质成分中的表观遗传机制，以建立结缔组织增生和治疗耐药性肿瘤微环境 （TME）。在这里，我们将 I 类组蛋白脱乙酰酶 （HDAC） 确定为促进胰腺基质成纤维细胞中促结蛋白增生和促肿瘤转录程序的关键表观遗传因子。

从机制上讲，HDAC介导的染色质结构变化能够激活由血清反应因子（SRF）和叉头盒M1（FOXM1）指导的促纤维增生程序。HDAC还协调诱导白血病抑制因子（LIF）表达的成纤维细胞促炎程序，支持旁分泌促肿瘤串扰。癌症相关成纤维细胞 （CAF） 中的 HDAC 耗竭和 PDAC 小鼠模型中 HDAC 抑制剂恩替司他 （Ent） 治疗可减少基质活化并抑制肿瘤进展。

值得注意的是，HDAC抑制（HDACi）富集了成脂成纤维细胞亚群，这是PDAC基质中肌成纤维细胞的潜在前体。总体而言，我们的研究揭示了HDACi的基质靶向潜力，突出了这种表观遗传调节方法在PDAC疗法中的实用性。

见图一

HDACi通过转录调控抑制PSC活化。

图一

a 体外PSC活化与药物治疗的方案。

b、c 在载体（Veh、D6V）或耳鼻喉治疗（D6E;5μM）下（D）第1天和第6天（D）和第6天PSC中α-SMA、Ki67和EdU的免疫荧光染色的代表性图像（b）和定量（c）。比例尺，50μm。n = 3 个独立样本。数据以 SEM ±平均值表示。*p < 0.05， = 0.044 （EdU， D6V vs D1）， 0.011 （EdU， D6E vs D6V）;p < 0.001（其他）。双侧 t 检验。

d 来自RNA-seq数据的散点图显示，与D1相比，D6V中的基因显著上调（红色）和下调（蓝色），与D6V相比，D6E中的基因显著上调（红色）和下调（蓝色），突出显示了与肌成纤维细胞身份（环）、增殖（方形）和脂质代谢（三角形）功能相关的代表性基因。n = 3 个独立样本。错误发现率 （FDR） q < 0.05。FPKM，每千碱基/百万个读段的片段数。

e 热图显示了 PSC 样品中选定功能基因在有或没有 Ent 的情况下激活的 PSC 样本中的表达倍数变化 （FC）。

f GSEA图显示，D6位点的前500个Ent下调和上调基因分别位于PSC激活诱导和抑制的基因中。NES，归一化富集评分。

g， h 维恩图比较了 PSC 激活中上调的基因和 Ent 在 D6 处下调的基因 （g） 以及重叠基因中富集的选定本体术语与 GO 分析的 p 值和基因计数 （h）。

i， j 维恩图比较了 PSC 激活中下调的基因和 Ent 在 D6 处上调的基因 （i） 以及 GO 分析中富集的重叠基因中富集的选定本体术语 （j）。GO分析（h，j），单侧费舍尔精确检验。

见图二

SRF-FOXM1 TF 轴介导 PSC 激活中 HDAC 配位的转录程序。

图二

a 在PSC激活中诱导并被Ent抑制的基因上富集TF结合位点。单侧费舍尔精确检验。

b RT-qPCR结果显示，与空载体（shEV）相比，shRNA介导的抑制（sh-）下Foxm1、Srf和选定的功能标记物的表达。n = 3 个独立样本。数据以 SEM ±平均值表示。*p < 0.05;**p < 0.01;p < 0.001。shFoxm1 与 shEV，p < 0.001 （Foxm1， Cdk1）， = 0.040 （Col8a1）， 0.018 （Pdgfrb）， 0.030 （Tagln）， 0.001 （Ccnb2）， 0.003 （Cdc20）， 0.006 （Mki67）， 0.007 （Tubb6）;shSrf 与 shEV，p = 0.011 （Foxm1），<0.001 （Srf，Acta2），= 0.002 （Actb），0.004 （Col8a1），0.015 （Has2），0.007 （Pdgfrb，Cdc20，Mki67），0.003 （Tagln，Ccnb2），0.024 （Vegfc），0.009 （Cdk1）。 双侧 t 检验。

c 维恩图显示了通过 RNA-seq 鉴定的活化 PSC 中显着上调的基因和被 shFoxm1 或 shSrf （FC > 2） 下调的基因的分布。n = 2 个独立样本。

d 分层聚类热图，显示 FOXM1 和 SRF 耗竭对体外活化诱导的基因的影响，以及 TF 耗竭抑制的基因，包括肌成纤维细胞 （dot） 和增殖 （square） 的标志物。仅被 shSrf 抑制的基因、被 shSrf 和 shFoxm1 抑制的基因，以及仅被 shFoxm1 抑制的基因 （III） 分别分为 I、II 和 III。

e–g 富含 PSC 激活诱导的基因并被 shFoxm1 （e）、shSrf （f） 和仅由 shSrf 抑制但不被 shFoxm1 （g） 抑制的选定本体术语。TF 富集 （a） 和 GO 分析 （e–g），单侧 Fisher 精确检验。

见图三

耳鼻喉科治疗限制了PSC激活过程中染色质的开放。

图三

a 在Veh（D3V）或耳鼻喉科（D3E，5μM）下，ATAC-seq及其基因组注释在预活化的PSCs（D1）和D3处的PSCs中检测到的可及位点的数量和百分比。n = 2 个独立样本。

b 维恩图显示了PSC样本中可及位点的分布情况，以及相对于检测到的总位点的百分比。

c 可及性显著增加或降低的部位数量（FC > 2，FDR q < 0.05）和激活后（D3V vs D1）和耳鼻喉治疗下（D3E vs D3V）没有显着变化的部位数量（其他），以及相对于 D3V 的百分比。

d 散点图显示了基因组位点 （22,879） 激活后（y 轴）和耳鼻喉治疗下（x 轴）的可及性变化，PSC 激活的可及性显着增加 （FC > 2，FDR q < 0.05） 并随 Ent 变化 （FDR q < 0.05），包括选定 PSC 激活标记和 TF 处的位点。虚线，FC 为 2（D3E 与 D3V）。

e， f 热图显示了归一化的 ATAC-seq 读取计数 （e） 和显示基因组位点 （55,422） 的平均归一化读取计数 （f） 的直方图，显示 PSC 样品的单个重复 （Rep.） 激活后可及性显着增加。

g GSEA图显示激活后上调的基因在基因组位点的基因中富集，显示出高度增加的可及性。h-j 在代表性 PSC 样本中对选定的肌成纤维细胞 （h）、增殖 （i） 和 TF （j） 基因位点进行基因组浏览器跟踪，其中基因组位点显示差异可及性（框）。比例尺，10 kb。

k 维恩图显示了激活后可及性显著增加的基因组位点（FC > 2，FDR q < 0.05）和在 Ent 下可及性显著降低的基因组位点（FC > 2，FDR q < 0.05）的分布。l 具有代表性的富集本体术语，其位点显示激活后可及性高度增加（FC > 4，FDR q < 0.05），Ent 高度降低（FC > 4，FDR q < 0.05）。GO分析，单侧费舍尔精确检验。源数据以源数据文件的形式提供。

见图四

耳鼻喉科抑制CAF激活和TGF-β-和TNF-α诱导的反应。

图四

a， b RT-qPCR数据显示2 d Ent处理（10μM）后小鼠（m）（imCAF1，a）和人（h）CAF（ONO，b）细胞中代表性功能基因的表达。c 来自RNA-seq数据的散点图显示，在ONO中，Ent（10μM，2 d）的基因显著上调（红色，2080）或下调（蓝色，2502），功能基因突出显示。FDR q < 0.05。

d 在前 500 个 Ent-down-regulated 或 -upregulated 基因中富集的选定本体术语。

e GSEA图显示了Ent下调基因中TGF-β和TNF-α通路组分的富集。

f 点图显示 TGF-β （1 ng/ml， 2 d） 在 Veh 或 Ent 处理 （10 μM， 2 d） 下诱导的 TGF-β-上调 （333） 或下调 （170） 基因的表达变化。

g 分层聚类的热图，显示了 TGF-β、Ent 或两者在 TGF-β诱导且对 Ent 定向抑制敏感的基因上的表达变化。h 在 g 中富集的基因中富集的代表性本体术语。

i RT-qPCR结果证实了Ent对ONO中选定的TGF-β诱导基因的影响。j 点图显示 TNF-α （10 ng/ml， 8 h） 在 hCAF （YAM） 中 TNF-α-上调 （398） 或下调 （189） 基因下诱导的表达变化（10 μM，40 小时预处理加 8 小时同时用 TNF-α 处理）。

k 热图显示了 TNF-α、Ent 或两者在 TNF-α 上调且对 Ent 定向抑制敏感的基因的表达变化。l k. m RT-qPCR 结果中富含基因集的代表性本体术语证实了 Ent 对 YAM 中选定的 TNF-α 诱导基因的影响。RT-qPCR（a、b、i、m），n = 3 个独立样品;数据以 SEM ±均值表示。RNA-seq，n = 2 （ONO） 和 3 （YAM） 独立样品。点图 （f， j）：条形图、中位数。*p < 0.05;**p < 0.01;p < 0.001。双侧 t 检验。GO 分析 （d， h， l），单侧 Fisher 精确检验。包括 p 值在内的源数据以源数据文件的形式提供。

见图五

HDACi 降低 CAF 介导的促肿瘤 LIF-STAT3 信号转导。

图五

a， b RT-qPCR结果显示，与Veh相比，在Ent处理（10μM，2 d）下，mCAF（imCAF1，a）和hCAF（YAM，b）细胞中的Lif/LIF表达。

c， d 通过免疫测定法在耳鼻喉科处理的 CAF 的 CM 中检测到的 mLIF （c） 和 hLIF （d） 的相对丰度。

e， f 蛋白质印迹法检测小鼠 （p53 2.1.1， e） 和人 PDAC 细胞 （MIA PaCa2， f） 中 pSTAT3、STAT3 和 α-微管蛋白（TUB，样品处理对照）的代表性图像，这些细胞用来自 Veh-（V） 或 Ent-（E） 处理的 CAF 的小分子耗尽 CM 处理和/或抗 LIF 抗体 （α-LIF， 4 μg/ml） 处理，相对于无 CM 处理，pSTAT3/STAT3 比率的定量。

g， h 在 p53 2.1.1 （g） 和 MIA PaCa2 细胞 （h） 中形成的球状体数量，具有 CM、α-LIF 抗体 （4 μg/ml） 和/或重组 （r） m/hLIF （0.1 μg/ml） 处理。i RT-qPCR 结果显示，与 shEV 相比，具有靶向 Hdac1、2 和 3 （shH1/2/3） 的 shRNA 的 imCAF1 细胞中 Lif 和 HDAC 基因的表达。j shH1/2/3 CAFs中mLIF在CM中的相对丰度。

k， l 蛋白质印迹 （k） 的 pSTAT3/STAT3 比率的代表性图像和定量结果，以及用 shEV 或 shH1/2/3 CAF 的 CM 处理的 p53 2.1.1 细胞中球状体测定 （l） 的结果。RT-qPCR、LIF 测量、蛋白质印迹，n = 3 个独立样品;球状体测定，n = 4 （g，h），5 （l） 细胞样品重复。数据以 SEM ±平均值表示。*p < 0.05;**p < 0.01;p < 0.001。双侧 t 检验。包括 p 值在内的源数据以源数据文件的形式提供。

见图六

CAFs中的HDAC耗竭可减少体内肿瘤进展。

图六

a、b 来自超声成像的估计体积 （a） 和代表性图像（移植后 D16，b），用于 PDAC 细胞的原位移植 （p53 2.1.1），有或没有用 shEV 或 shH1/2/3 转导的 CAF。 肿瘤边界用虚线突出显示。

c 终点处的移植权重 （D19）。

d， e 整个移植切片中总 α-SMA、Sirius Red （SR） 和 CK19 阳性区 （d） 以及 CK19 和 α-SMA 区 （e） 的比率测量值。

f 通过免疫测定法测量的每mg移植裂解物的LIF丰度。移植测量值 （a， c）， n = 5 （无 CAF）， 7 （shEV）， 8 （shH1/2/3） 移植;染色定量 （d， e）， n = 7 （shEV）， 8 （shH1/2/3） 移植;LIF 免疫测定 （f），n = 5 移植裂解物。数据以 SEM ±平均值表示。*p < 0.05， =0.033 （c， shH1/2/3 vs shEV）， 0.025 （d， CK19）， 0.038 （f）;**p < 0.01， =0.006 （a， shEV vs 无 CAF） D16）， 0.004 （a， shH1/2/3 vs shEV 在 D16）， 0.007 （c）， 0.001 （d， α-SMA）;p < 0.001 （d， SR）。双侧 t 检验。源数据以源数据文件的形式提供。

见图七

耳鼻喉科治疗可阻止肿瘤进展，并在PDAC GEMM中提供治疗益处。

图七

a、b GEMM 的代表性肿瘤图像 （a） 和肿瘤重量测量 （b） （KP女/女C小鼠）在Veh，Ent（5mg / kg，每天），Gem（25mg / kg，q3d）或Ent和Gem的组合治疗3周后。比例尺，10 mm.n = 7（Veh，Ent，Ent+Gem），4（Gem）小鼠。

c Kaplan-Meier 曲线显示 KP 治疗开始后的生存时间女/女C小鼠。n = 15 （Veh）、16 （Ent）、11 （Gem）、18 （Ent+Gem） 小鼠。中位生存期 （d）：22 （Veh）、29 （Ent）、28 （Gem）、34.5 （Ent+Gem）。

d， e 来自 Veh 或 Ent 处理的 KP 的肿瘤样本的病理分级女/女垂死时的 C （d），以及苏木精和伊红 （H&E） 染色的 2 级（高分化）和 4 级（低分化）肿瘤切片的代表性图像 （e）。比例尺，25μm。n = 10 个肿瘤。

f、g KP 整个肿瘤切片中总 CK19、α-SMA 和 Ki67 和 SR 阳性区 （f） 的测量值以及 CK19 与 α-SMA 区 （g） 的比率++女/女 C小鼠在Veh或Ent治疗下。n = 10 （f， CK19）， 8 （Veh in f， α-SMA and g）， 7 （Ent in f， α-SMA and g）， 6 （f， SR and Ki67）.p = 0.904 （克）。

b、f、g 中的数据表示为 SEM ±的平均值。*p < 0.05， =0.025 （b， Ent+Gem vs Ent）， 0.019 （b， Ent+Gem vs Gem）， 0.013 （f， α-SMA）， 0.029 （f， SR）;**p < 0.01， =0.002 （c， Gem vs Ent+Gem）， 0.004 （f， CK19）， 0.001 （f， Ki67）;p < 0.001 （b， Ent vs Veh;c， 耳鼻喉与Veh;c，Ent+Gem 与 Ent）。生存分析（c），log-rank检验;其他 （B、F），双侧 t 检验。源数据以源数据文件的形式提供。

见图八

耳鼻喉治疗可富集成脂成纤维细胞并降低体内肌成纤维细胞的频率。

图八

a UMAP 显示 10 个基质成纤维细胞亚群，具有来自 KP 肿瘤的代表性标志物女/女C小鼠。n = 来自 10 只小鼠的 56,723 个细胞。

b、c 小提琴图显示了成纤维细胞亚群中选定的炎症/外膜 （b） 和肌成纤维细胞标志物 （c） 的表达。d UMAP 显示来自 Veh 或 Ent 处理的 KP 的基质成纤维细胞亚群的分布女/女C小鼠。n = 来自 5 只 Veh 处理的小鼠的 30,867 个细胞，来自 5 只 Ent 治疗小鼠的 25,826 个细胞。e，f 条形图显示成纤维细胞亚群的平均百分比 （e） 和个体小鼠 （f）。 #， p = 0.062 （亚群 8）;*p < 0.05， =0.001 （子种群 3）， 0.033 （子种群 9）。双侧 t 检验。

g 小提琴图显示了脂肪生成亚群（亚群 3）的选定标记物的表达。

h， i Violin 图显示 Ent 增强了大量成纤维细胞群体中促脂标志物 （h） 的表达并减少了肌成纤维细胞标志物 （i）。

j、k KP 2 级和 4 级肿瘤代表性区域 FABP4 染色的定量 （j） 和代表性图像 （k）女/女C小鼠。n = 6 个代表性区域。p < 0.001。双侧 t 检验。比例尺，200μm。小提琴图（b、c、g、h、i）中的方框：中心线、中线;框限制，第一和第三四分位数;晶须、最小值（第一个分位数 –1.5 × IQR）和最大值（第三个分位数 + 1.5 × IQR）。IQR，四分位距。f、j 中的数据在 SEM ±表示为平均值，源数据以源数据文件的形式提供。

02

研究结论

除了 PSC/CAF 中的活性外，胰腺肿瘤细胞中的 I 类 HDAC 还增强了从支持上皮生理功能的转录程序到驱动肿瘤转化程序的转变。HDACi的双区室靶向潜力可阻止肿瘤进展并改善治疗结果，如在小鼠模型中观察到的那样. 随着最近的发现，HDAC抑制剂使肿瘤对免疫检查点阻断敏感46,47,50,51和其他表观遗传因子28，我们的数据突出了这类表观遗传调节剂在PDAC治疗中的潜力。为了寻求成功的临床转化，应制定提高HDACi疗效的策略。总体而言，我们的研究揭示了HDACs在调节驱动基质活化和促肿瘤性的转录程序中的重要作用，并为使用HDACi作为有效的基质靶向策略提供了科学基础。

好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理.  数据分析等支持.也随时可以联系我们。