数十年来，针对细胞周期的抗癌疗法一直受到积极研究，最近，随着高选择性CDK4/6抑制剂palbociclib获得FDA批准用于乳腺癌治疗，取得了巨大进展。迄今为止，palbociclib已应用于多个临床前模型，但其用于HCC治疗的用途仍然难以捉摸。在这里，我们展示了可能与临床相关的palbociclib的激酶非依赖性抗HCC活性和相关的分子机制。此外，我们是第一个报告PP5/AMPK轴对HCC靶向治疗的治疗潜力的人。
尽管之前的研究表明RB水平决定了对CDK4/6抑制的敏感性，但我们和其他人已经观察到palbociclib的一些活性，该活性与HCC细胞中的RB水平无关。首先，palbociclib在缺乏RB的Hep3B细胞中诱导了显着的细胞凋亡。里瓦德内拉等人。报告说，palbociclib在Rb缺陷条件下持续抑制肿瘤生长。这些结果表明RB依赖性对于CDK4/6抑制剂治疗并不普遍。在HCC的背景下，其他CDK4/6底物或未知的新靶点可能会绕过药物作用。最近的一份报告显示，palbociclib而非ribociclib可调节鳞状细胞肺癌中的自噬途径和AKT信号传导，这与本报告中发现的palbociclib在HCC中的自噬诱导相关。此外，高水平的palbociclib（7.5和15μm)有可能靶向c-Jun/COX2信号来影响乳腺癌转移。我们的结果以及这些报告表明，palbociclib具有可能有助于其抗肿瘤活性并影响临床实践的其他靶点。
相反，我们发现与其他高特异性CDK4/6抑制剂ribociclib和abemaciclib相比，palbociclib具有诱导HCC细胞凋亡的额外活性）。这些结果还表明，除了经典的CDK4/6-Rb信号传导外，palbociclib还发挥其细胞毒性作用。目前，palbociclib和ribociclib分别针对晚期HCC患者和局部晚期HCC患者进行化疗栓塞的II期试验。我们的发现将为正在进行和未来的临床研究提供有用的信息。
有趣的是，最近的一份报告显示，palbociclib在人肝癌细胞系中诱导了可逆的细胞周期停滞，这依赖于RB。Bollard等人通过分析响应palbociclib治疗的细胞周期变化。在低剂量下显示出palbociclib的上靶效应（<1μ米为体外实验）。在此，我们发现palbociclib可以在微摩尔范围内诱导HCC细胞死亡。尽管本研究中使用的高剂量palbociclib不一定属于临床相关范围，之前的一份报告显示，在100mg·kg-1的6小时后，鼠肿瘤样本中palbociclib的平均浓度可能高达25163ng·g-1(~52μm)。palbociclib似乎能够在肿瘤区域实现高药物暴露。因此，临床需要明确检验高剂量palbociclib治疗的效果并揭示其背后的分子机制。在目前的研究中，我们已经证明PP5/AMPK轴决定了palbociclib治疗HCC的疗效。体外和体内实验表明p-AMPK水平与palbociclib的抗HCC活性密切相关。此外，通过化学抑制剂或靶向AMPK的siRNA阻断AMPK信号减弱了palbociclib诱导的细胞死亡。本文描述的发现表明AMPK激活代表了palbociclib诱导的HCC细胞凋亡的关键分子事件。进一步研究AMPK是否可以作为预测palbociclib临床反应的生物标志物将是有益的。
在这里，我们展示了Hep3B和PLC5细胞对palbociclib表现出不同的敏感性。到目前为止，导致PLC5固有耐药性的潜在机制在很大程度上仍然未知。我们的结果表明，PP5的敲低克服了PLC5细胞中对palbociclib的抗性，表明内源性PP5的丰度在抗性中起作用。此外，我们的结果表明，palbociclib不抑制来自PLC5细胞裂解物的细胞PP5活性。这些结果表明可能存在保护PP5免受PLC5细胞中palbociclib抑制的未知因素。已经鉴定了PP5的几种生理激活剂，例如AA、长链脂肪酸-CoA酯和S100蛋白。S100蛋白家族是最大的钙结合蛋白亚群，最近与肿瘤发生有关。作为细胞内钙离子传感器和细胞外因子，S100蛋白参与了广泛的细胞活动，包括钙稳态、细胞增殖、细胞运动、细胞侵袭和运动。迄今为止，该家族中至少有25名成员被描述过。我们推测抗性PLC5细胞中PP5生理激活剂（如S100蛋白）的丰度可能高于其他敏感细胞系，从而导致palbociclib抗性。然而，S100蛋白与HCC的关联仍不清楚。一些研究分析了S100蛋白在HCC中的表达。需要进一步调查以检查拟议的机制。
这是第一个将PP5磷酸酶和AMPK联系起来的报告。AMPK是一种经过充分研究的代谢性肿瘤抑制因子。PP5调节AMPK活化的分子机制尚不清楚。在Thr172AMPK磷酸化可以通过丝氨酸/苏氨酸蛋白被负调节磷酸酶如PP2A，PP2C，PP1，和PPM1E。值得注意的是，在早期研究中常用来评估PP1和PP2A作用的磷酸酶结合毒素（即冈田酸）对PP5具有类似的抑制作用。因此，应仔细重新解释蛋白磷酸酶在使用PPase毒素的AMPK调节中的参与。此外，AMPK复合物中的成分也有助于AMPK磷酸化。AMPK作为异源三聚体复合物存在，由催化α亚基、支架β亚基和调节γ亚基组成。β亚基上的肉豆蔻酰化和AMP/ADP与γ亚基的结合已被证明有助于AMPK激活。进一步研究PP5、AMPK复合物和上游激酶/磷酸酶之间的分子相互作用将揭示详细的机制并有利于未来的靶向药物开发。
PP5在HCC组织中的异常表达。表明PP5在HCC的发展中起作用。到目前为止，PP5促成HCC肿瘤发生的分子机制尚不清楚。据报道，shRNA对PP5的消融会抑制HCC细胞的生长。我们的结果表明，palbociclib对PP5的抑制导致HCC细胞死亡。这些发现表明异常的PP5表达可能有助于HCC的进展，并表明PP5是抗HCC治疗的潜在新靶点。
总之，我们目前的研究结果表明，palbociclib通过PP5/AMPK信号通路诱导自噬和细胞凋亡，具有有效的抗HCC活性。在之前的研究中，断言CDK4/6-RB通路可以确定CDK4/6抑制剂的敏感性。在这里，我们揭示了palbociclib对AMPK激活和PP5抑制的新型激酶非依赖性作用。此外，我们展示了PP5在HCC中的临床相关性。根据我们的临床前研究，我们认为帕博西尼palbociclib治疗和靶向PP5/AMPK轴具有巨大的HCC治疗潜力。详情请扫码咨询：
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