HCC肿瘤细胞对索拉非尼(Sorafenib)治疗的敏感性

　　肝细胞癌 (HCC) 肿瘤总是对细胞毒性药物和靶向药物产生耐药性，导致治疗失败和肿瘤复发。以前的活体短发夹 RNA (shRNA) 筛选证据表明，线粒体加工肽酶 (PMPC) 是导致肿瘤细胞对索拉非尼耐药的主要基因，索拉非尼（Sorafenib）是一种用于治疗晚期 HCC 的多激酶抑制剂。在这里，我们研究了 PMPC 的 β 亚基（PMPCB）在索拉非尼耐药中的作用。沉默 PMPCB 增加了 HCC 肿瘤细胞对索拉非尼治疗的敏感性，减少了肝脏肿瘤负荷，并提高了接受索拉非尼的荷瘤小鼠的存活率。此外，索拉非尼 + PMPCB shRNA 联合治疗可减轻肝脏肿瘤负担并改善荷瘤小鼠的生存结果，并减少体外小鼠和人 HCC 细胞系的集落形成.此外，PMPCB 沉默增强了 PINK1-Parkin 信号传导并下调了索拉非尼处理的 HCC 细胞中的抗凋亡蛋白 MCL-1，这表明更健康的促凋亡表型。在索拉非尼治疗的 HCC 患者中，较高的治疗前 MCL-1 表达与较差的生存结果相关。MCL-1 表达升高存在于索拉非尼耐药的小鼠 HCC 细胞中，而 MCL-1 敲低使这些细胞对索拉非尼敏感。总之，我们的研究结果主张采用索拉非尼与 PMPCB 敲低或 MCL-1 敲低的联合方案来规避 HCC 患者的索拉非尼耐药性。

　　肿瘤的基因组景观是复杂和动态的，突变会随着时间的推移而积累和演变。将致癌肿瘤驱动因素与由基因组不稳定性引起的乘客突变区分开来仍然具有挑战性，因此，从识别靶向治疗的最核心和最脆弱的突变。实体瘤总是对靶向治疗产生耐药性，导致患者反应和预后较差。

　　肝细胞癌 (HCC) 是一种原型实体肿瘤，会产生化学抗性并构成重大的健康负担，全球每年有超过 700,000 人死亡。HCC 本质上对细胞毒性药物具有抗性，甚至美国食品和药物管理局 (FDA) 批准的索拉非尼（一种多激酶抑制剂）仅能适度延长约 3 个月的生存期。6虽然已知索拉非尼可抑制野生型 (WT) RAF 原癌基因丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 (Raf1)、血管内皮生长因子受体 (VEGFR) 亚型 2 和 3，以及野生型 (WT) 和突变型原癌基因 Braf，目前尚不清楚 HCC 肿瘤在分子水平上对索拉非尼产生化学抗性的机制是什么。

　　为了更好地阐明这些机制，Rudalska 等人通过利用转座子介导的 shRNA 整合到 HCC 基因组中，建立了在鼠 HCC 细胞内原位进行的短发夹 RNA (shRNA) 负选择筛选系统。shRNA 筛选是在索拉非尼存在的情况下进行的，以鉴定对索拉非尼具有更高敏感性的转录本。8这一筛选过程发现线粒体加工肽酶（Mpp、Pmpc）是一个可能的候选者。话虽如此，线粒体加工肽酶 (PMPC) 在 HCC（如果有）中对索拉非尼化疗耐药性的促成作用仍未得到探索。

　　因此，我们研究了 PMPC 对由 PTEN 诱导的推定激酶 1 (PINK1) 和 Parkin 连接酶介导的促凋亡信号传导的抑制作用，作为 HCC 培养物中索拉非尼化学耐药性和 HCC 索拉非尼耐药鼠模型中的中心通路。索拉非尼与针对 PMPC β 亚基 (PMPCB) 的 shRNA 联合治疗在体外减弱了 HCC 的生长，并改善了索拉非尼耐药 HCC 肿瘤小鼠的生存结果。我们的研究结果表明，PMPCB 表达的沉默是克服索拉非尼化疗耐药性和提高索拉非尼治疗效果的潜在方法。

　　线粒体蛋白酶识别并切割将蛋白质正确运送到线粒体中所必需的线粒体输入信号，并协助其正确折叠和激活。异源二聚体线粒体蛋白酶 PMPC 由蛋白水解 β 亚基 PMPCB 和非蛋白水解 α 亚基 PMPCA 组成。PMPCA 与导入蛋白质的前序列信号结合，从而使 PMPCB 能够进行蛋白水解处理。由于癌细胞中常见的线粒体代谢中断，越来越多的研究揭示了人类癌症中几种线粒体蛋白酶的表达失调，例如线粒体蛋白酶 LONP、HTRA2 和 METAP1D。事实上，PMPCB 也已被确定在乳腺癌细胞中被上调，但其在 HCC 中的作用在很大程度上仍未得到表征。我们目前的工作将 PMPCB 的沉默确定为使 HCC 肿瘤对索拉非尼治疗敏感的潜在策略。NrasG12V;p19Arf-/-此处使用的索拉非尼耐药 HCC 小鼠模型非常灵活，可用于研究 HCC 中其他潜在的索拉非尼敏感或耐药基因。

　　我们的研究结果主张使用索拉非尼（Sorafenib）同时沉默 PMPCB 来治疗遗传多样性的人和小鼠 HCC。有趣的是，我们确实发现单独的 PMPCB 沉默（在没有索拉非尼治疗的情况下）会促进 EpCAM+ HCC 细胞（即 Hep3B 和 Huh7 细胞）的细胞凋亡，但不会促进 EpCAM– 细胞的凋亡。PMPCB 阻断已被证明会在 EpCAM+ HCC 细胞和 EpCAM– HCC 细胞中产生线粒体功能障碍。然而，只有 EpCAM+ HCC 细胞在单独使用 PMPCB 阻断时发生细胞凋亡，表明 EpCAM+ HCC 细胞更依赖 PMPCB 生存。这些发现表明，索拉非尼 + Pmpcb KD 联合疗法可能对患有 EpCAM+ 肿瘤的 HCC 患者特别有效。