中山大学李轩教授团队提出肿瘤联合治疗新方法：诱导细胞焦亡

许多肿瘤中，泛素连接酶MDM2的高表达导致p53失活，成为潜在的治疗靶点。然而，MDM2抑制剂在临床试验中的效果不佳，因为p53诱导的反馈增加了MDM2的表达。因此，寻找有效的适应性基因型或靶标组合非常紧迫。

中山大学李轩教授团队发表了一项研究，确定ULK1是MDM2抑制剂APG115的合成致死基因。研究显示，ULK1缺失显著提高了对MDM2抑制剂的敏感性，导致细胞发生典型的焦亡。在机制上，p53直接介导GSDME转录，诱导基础水平的焦亡。此外，ULK1缺失减少了线粒体自噬，使受损线粒体积累和活性氧(ROS)增加，这进一步通过NLRP3-Caspase炎症信号轴激活GSDME。铂耐药肿瘤中线粒体自噬增强，ULK1耗竭和p53激活对这些肿瘤具有协同致死作用，直接通过GSDME诱导细胞焦亡。

在大多数肿瘤中，p53失活是常见现象。虽然50%的肿瘤中存在野生型p53基因，但由于MDM2通过蛋白酶体介导其降解，导致p53功能缺陷。因此，抑制MDM2恢复p53功能被认为是潜在的治疗策略。然而，由于MDM2的反馈激活，现有MDM2抑制剂的临床应用效果有限且不良反应较大，促使寻找优化治疗策略的辅助靶点变得迫切。

细胞焦亡是一种新发现的程序性细胞死亡方式，需要炎症性半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)裂解和激活GSDM家族蛋白。GSDM裂解释放其N末端结构域，导致细胞裂解性死亡。GSDM家族蛋白的表达是细胞焦亡激活的关键因素。细胞内GSDM家族基因表达的调控包括DNA甲基化、转录调控和蛋白质稳定性控制。肿瘤中GSDM家族成员的失活或低表达是肿瘤进展和治疗抵抗的关键因素。

为了进一步研究MDM2抑制剂和ULK1缺乏为何能有效杀死癌细胞，研究人员用APG-115处理ULK1敲除细胞，发现这些细胞表现出明显的细胞焦亡形态。流式细胞术检测显示，MDM2抑制剂处理的ULK1敲除细胞中，Annexin V/PI双阳性细胞比例迅速增加，细胞膜通透性显著变化。乳酸脱氢酶(LDH)检测显示，APG-115处理的ULK1敲除细胞中，LDH迅速释放到细胞外。这些结果表明，MDM2抑制剂与ULK1缺失结合可导致癌细胞发生强效的细胞焦亡。

为了阐明p53激活和ULK1缺失在诱导细胞焦亡中的不同作用，研究人员在癌细胞中过表达p53或敲除ULK1，并用TNFα+cycloheximide（CHX）处理以诱导细胞焦亡。结果显示，APG-115诱导的p53激活显著增加GSDME的表达水平，但对其他GSDM无类似效应。蛋白质实验分析显示，ULK1敲除增强了GSDME的切割，而GSDMD的切割未显著变化。总之，p53可能通过促进GSDME mRNA的转录，而ULK1缺失则增强GSDME蛋白的切割和激活，分别诱导细胞焦亡。

研究还发现，线粒体自噬功能缺陷与p53激活结合可逆转铂类药物耐药性。研究人员通过处理野生型p53细胞系产生了对铂类药物耐药的细胞系。蛋白质实验分析显示，耐药细胞中自噬相关基因表达水平升高，而细胞焦亡相关基因GSDME表达水平降低。联合ULK1敲低和APG-115治疗可有效诱导耐药细胞死亡，表明线粒体自噬激活和GSDME表达降低在顺铂耐药肿瘤中发挥关键作用。

总之，研究团队开发了一种创新的方法，结合MDM2抑制剂治疗，靶向自噬相关基因，有效增强细胞焦亡，诱导肿瘤细胞死亡。这一发现为激活p53的抗肿瘤疗法开辟了新的途径，并为选择铂类耐药患者的临床治疗策略提供了理论依据。