上海
【导读】肝内胆管癌(iCCA)是一种高侵袭性肿瘤，因其切除率低、复发率高、耐药等特点，预后极差。UCK2通过调节嘧啶代谢促进多种肿瘤的进展和耐药。然而，UCK2在iCCA进展和耐药中的作用在很大程度上尚不清楚。
8月23日，中山大学研究团队在期刊《Cell Death Discovery》发表了题为“UCK2 promotes intrahepatic cholangiocarcinoma progression and desensitizes cisplatin treatment by PI3K/AKT/mTOR/autophagic axis”的研究论文，本研究中，研究人员通过敲低和过表达UCK2来评估UCK2对iCCA细胞癌变和顺铂治疗反应的影响，并通过CCK8-kit实验和平板克隆形成实验检测UCK2对肿瘤细胞增殖活性的影响。研究人员还通过蛋白质免疫印迹实验检测UCK2和PI3K/AKT/mTOR/自噬轴相关生物标志物的蛋白水平，并通过划痕实验和迁移实验检测了细胞迁移和侵袭能力，研究表明UCK2在iCCA组织中的表达明显高于癌旁正常组织。生物学上，在体内外模型中，UCK2过表达可促进iCCA细胞增殖，并使iCCA对顺铂脱敏。机制上，UCK2通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制自噬，促进iCCA进展和顺铂耐药。UCK2在iCCA中的高表达与肿瘤的侵袭性、较差的生存率和较低的化疗敏感性相关，UCK2通过调控PI3K/AKT/mTOR/自噬轴促进iCCA进展并对顺铂治疗脱敏，UCK2可作为预测iCCA患者预后及药物敏感性的生物标志物。
https://www.nature.com/articles/s41420-024-02140-x
背景知识
01
肝内胆管癌（iCCA）是过去十年来第二常见的原发性肝癌，其发病率不断上升。与肝细胞癌（HCC）不同，大多数iCCA发生在非硬化的肝脏中，尚未发现明确的风险因素，这使得其诊断困难。因此，大多数iCCA患者在诊断时已处于晚期，失去了接受根治性手术的机会。除了根治性手术外，铂类为基础的化疗是主要的系统性治疗方法，用于消除微小转移灶并降低复发风险。尽管采用了标准治疗方案，仍有相当一部分患者遭受复发和肿瘤诱导死亡，部分原因是铂类药物治疗的耐药性和面对耐药性时缺乏治疗靶点。因此，识别新的治疗靶点并揭示iCCA药物耐药的潜在机制具有重要意义。
(Uridine-cytidine kinase, UCK)是嘧啶核苷酸生物合成修复途径中的限速酶，已被证明可促进多种肿瘤的进展和耐药。人类有两个UCK基因(UCK1和UCK2)， UCK2的催化功能效率比UCK1高15 ~ 20倍，因此UCK2在生物功能调节方面表现出更强的能力。据报道，UCK2在肺癌、乳腺癌、神经母细胞瘤、结直肠癌、胰腺癌和HCC等多种癌症中表达上调。在HCC、胰腺癌和肺癌中，UCK2的表达与较差的总生存率呈正相关。此外，功能研究证实敲低UCK2可通过Stat3通路和EGFR/AKT通路抑制肝癌细胞的增殖和迁移。UCK2可能通过多种途径参与多种肿瘤的恶性进展。然而，UCK2在iCCA中的作用尚未被完全研究。
UCK2 过表达促进 iCCA 进展
02
为了验证UCK2在iCCA进展中的功能，研究人员使用携带UCK2的慢病毒构建了稳定的UCK2过表达RBE和HuCCT1细胞系。通过qPCR和蛋白质免疫印迹实验验证了UCK2的过表达效率。UCK2过表达显著促进iCCA细胞的增殖和克隆形成。细胞划痕实验表明，UCK2过表达促进RBE和HuCCT1的迁移能力。迁移和侵袭实验表明，UCK2过表达促进iCCA细胞的迁移和侵袭能力。研究人员将UCK2过表达RBE细胞和对照细胞进一步皮下注射到裸鼠体内，以验证UCK2在体内对iCCA生长的影响。与对照组相比，UCK2过表达组肿瘤体积更大。两组体重无显著差异。UCK2过表达组的肿瘤重量和体积显著高于对照组。此外，免疫组织化学染色结果显示，UCK2过表达组的Ki67表达显著高于对照组。
UCK2通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路促进iCCA进展
03
研究人员使用蛋白质免疫印迹实验验证了PI3K/AKT/mTOR通路的关键标志物的蛋白水平。与对照组细胞相比，shUCK2细胞中磷酸化的AKT和mTOR蛋白的表达显著降低，而UCK2过表达细胞中磷酸化的AKT和mTOR蛋白的表达显著高于Control-Vector细胞。这一发现进一步通过使用小鼠移植瘤的p-AKT IHC染色得到确认。结果表明，在MLN0128（mTOR1/2抑制剂）治疗后，磷酸化的AKT和mTOR蛋白显著降低，而PI3K、AKT和mTOR的表达无显著差异。UCK2敲低加上MLN0128治疗显示出磷酸化AKT和mTOR蛋白的最低水平。
UCK2通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路促进iCCA进展
研究结果显示，在AKT抑制剂MK-2206治疗后，AKT和mTOR的磷酸化蛋白显著降低，而PI3K、AKT和mTOR的表达无显著差异。UCK2敲低加上MK-2206治疗显示出磷酸化AKT和mTOR蛋白水平最低。此外，结果显示，在PI3K抑制剂GDC-0941治疗后，PI3K、AKT和mTOR的磷酸化蛋白显著降低，而AKT和mTOR的表达无显著差异。UCK2敲低加上GDC-0941治疗显示出磷酸化AKT和mTOR蛋白水平最低。
UCK2过表达可使iCCA细胞对顺铂脱敏
04
研究人员通过免疫组织化学染色检测UCK2在10例化疗耐药和10例化疗敏感的肝内胆管癌组织中的表达，探讨UCK2在顺铂治疗肝内胆管癌中的作用。研究人员发现UCK2在iCCA化疗耐药患者中的表达高于敏感患者。然后评估了顺铂治疗后UCK2表达的变化。研究人员发现顺铂在RBE和HuCCT1细胞中以剂量依赖性和时间依赖性的方式诱导UCK2的上调。UCK2表达下调增加了顺铂对HuCCT1和RBE细胞的DNA损伤。果然，下调UCK2可以增加HuCCT1和RBE细胞对顺铂的敏感性。然后研究人员检测了UCK2过表达是否与顺铂处理的iCCA细胞有相反的作用。正如预期的那样，UCK2过表达使HuCCT1和RBE细胞对顺铂处理不敏感。过表达YTHDF2可降低HuCCT1和RBE细胞对顺铂的DNA损伤。这些发现表明UCK2有助于iCCA对顺铂的脱敏。
研究小结
05
因此，基于这些结果，研究人员得出UCK2可以促进ICC的肿瘤发生，并使ICC对顺铂治疗脱敏的结论。
【参考资料】
https://www.nature.com/articles/s41420-024-02140-x
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