IACS-010759

食管癌是全球高发恶性肿瘤之一，其中食管鳞状细胞癌（ESCC）在中国尤为常见。目前晚期ESCC缺乏有效靶向治疗手段，患者5年生存率不足20%，临床亟需新策略。TROP2作为一种跨膜糖蛋白，在多种实体瘤中高表达，与不良预后相关，已成为ADC药物的重要靶点。此外，肿瘤细胞常依赖氧化磷酸化（OXPHOS） 维持能量代谢与耐药性，抑制OXPHOS成为潜在治疗方向。然而，TROP2靶向ADC与OXPHOS抑制剂联用是否可协同抗肿瘤，机制如何，尚未明确。 近日，来自赣南医学院的张书永教授团队，开展了一项从临床到基础的转化医学研究。该团队首先通过对222例ESCC患者组织的免疫组化分析，明确了TROP2在ESCC中的高表达谱；进而利用多种ESCC细胞系、患者来源类器官（PDXO）及异种移植（PDX）模型，首次系统评估了FDA已批准的TROP2-ADC药物IMMU132与选择性OXPHOS抑制剂IACS-010759联合使用的协同抗肿瘤效果。通过整合RNA测序、生物信息学分析与分子生物学实验，团队揭示了该联合策略通过抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路、诱导线粒体凋亡与氧化应激而发挥协同作用的分子机制。这项研究不仅为TROP2阳性ESCC患者提供了一种极具前景的联合治疗新策略，也为针对肿瘤代谢脆弱性的ADC联合疗法提供了重要的临床前证据。 中文标题：靶向TROP2的ADC与氧化磷酸化抑制剂协同增强食管鳞状细胞癌凋亡并抑制PI3K-AKT-mTOR通路 期刊名称：Cell Death & Disease 影响因子：9.6 01 研究思路/流程 本研究采用“临床样本→细胞模型→类器官→动物模型”的递进式研究策略： （1）临床样本分析：对222例ESCC患者组织进行免疫组化，评估TROP2表达。 （2）体外细胞实验：选用4种ESCC细胞系，评估IMMU132（TROP2-ADC）与IACS010759（OXPHOS抑制剂）单药及联用的细胞毒性、增殖、凋亡、迁移与侵袭能力。 （3）机制探索：通过RNA-seq、KEGG、GSEA等分析差异表达基因与信号通路；Western blot验证关键蛋白表达。 （4）类器官与动物模型验证：构建ESCC患者来源类器官（PDXO）与异种移植模型（PDX），验证联合治疗体内外协同抗肿瘤效果与安全性。 02 研究结果 ✦ 确立治疗靶点：TROP2在ESCC中广泛高表达 本研究旨在开发针对ESCC的新靶向疗法。TROP2是ADC的一个有前景的靶点，但其在ESCC人群中的表达谱尚需大规模临床样本确认。 过程：研究者收集了222例ESCC患者的组织芯片，进行TROP2免疫组化（IHC）染色和定量分析。 结果：高达94.6%的样本呈TROP2阳性，其中超过一半（56.3%）表现为中度至强阳性。这从临床病理层面确立了TROP2作为ESCC治疗靶点的可行性，为后续使用TROP2-ADC（IMMU132）提供了根本依据。（图1A, 1B） 图1：IMMU132与IACS-010759单药对TROP2阳性ESCC细胞的体外抗增殖作用 A：222例ESCC肿瘤组织中TROP2表达强度的百分比分布，分为强、中、低、阴性四级。 B：代表性免疫组化图像显示TROP2在ESCC组织芯片中的四种染色强度（上排：25×，标尺=200μm；下排：400×，标尺=20μm）。 C-D：Western blot（C）和免疫荧光（D）检测ESCC细胞系中TROP2的表达水平（IF图像：400×，标尺=20μm）。 E-F：KYSE30、KYSE150、TE-12和KYSE410细胞分别经IMMU132（E）或IACS-010759（F）处理72小时后的细胞活力曲线及IC₅₀值。 G-H：使用IncuCyte S3活细胞成像系统监测ESCC细胞在IMMU132（G）或IACS（H）处理0-72小时内的增殖动态。 I-J：ATP检测试剂盒测定ESCC细胞经IMMU132（I）或IACS（J）处理后的细胞内ATP水平。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 ✦ 单药活性评估：IMMU132与IACS-010759均能抑制ESCC细胞 在确定靶点后，需验证所选药物对ESCC细胞的单独杀伤效果。 过程：选取4株ESCC细胞系，用不同浓度的IMMU132（TROP2-ADC）和IACS-010759（OXPHOS抑制剂）处理，通过Cell Titer-Glo检测细胞活力，计算半数抑制浓度（IC50）。 结果：IMMU132对各细胞系均显示出强效抑制作用（IC50在0.54-6.68 µg/mL之间）。IACS-010759也表现出中度的抑制活性（IC50在0.009-6.65 µM之间）。实时活细胞成像（IncuCyte）和ATP检测进一步证实，两药均能剂量和时间依赖性地抑制细胞增殖和能量代谢。（图1C-J） 小结：上述研究表明，单药有效是联合治疗的基础。无论是靶向递送化疗药的ADC，还是干扰代谢的OXPHOS抑制剂，都能对ESCC细胞产生抗肿瘤效应，为探索二者联用能否产生“1+1>2”的效果埋下伏笔。 ✦ 联合效应发现：两药联用产生强协同作用 临床常采用联合疗法以克服耐药、提高疗效。ADC与代谢抑制剂的联合是一个新兴策略。 过程：在KYSE30和KYSE150细胞中，将不同浓度的IMMU132与IACS-010759进行矩阵式组合处理，通过协同指数（CDI）和ZIP模型进行定量分析。 结果：几乎所有浓度组合都显示协同效应（CDI <1）。ZIP协同评分在最佳浓度组合（6 µg/mL IMMU132 + 6 µM IACS）下远大于10，表明强协同作用。EdU增殖实验、克隆形成实验和ATP测定均一致证实，联合组的抑制效果显著优于任一单药组。（图2A-H） 图2：IMMU132与IACS-010759联用在体外对ESCC细胞的协同抗肿瘤作用 A：KYSE30和KYSE150细胞经不同浓度IMMU132与IACS单独或联合处理72小时后的细胞活力热图，计算协同指数（CDI<1表示协同）。 B：使用SynergyFinder软件计算的ZIP协同评分热图，白色矩形标示最大协同区域（评分>10为强协同）。 C：IncuCyte实时监测联合处理对细胞增殖的协同抑制随时间变化。 D-E：Edu染色检测细胞增殖（红色为增殖细胞），显示联合处理显著抑制KYSE30（D）和KYSE150（E）细胞增殖（400×，标尺=20μm）。 F-G：克隆形成实验显示联合处理对KYSE30（F）和KYSE150（G）细胞集落形成的协同抑制作用。 H：ATP测定显示联合处理协同降低细胞内ATP水平。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 小结：体外实验首次明确揭示了“TROP2-ADC + OXPHOS抑制剂”的协同抗ESCC效应，并确定了后续机制研究的最佳药物浓度。 ✦ 表型机制初探：联用诱导凋亡、抑制转移并引发氧化应激 明确了协同效应后，需探究这种协同是如何实现的——是导致细胞死亡，还是抑制其恶性行为？ 过程： 凋亡检测：使用Annexin V/PI流式细胞术。 迁移侵袭检测：使用Transwell小室（侵袭实验需预铺Matrigel）。 氧化应激检测：使用DCFH-DA荧光探针检测活性氧（ROS）。 线粒体功能检测：同时检测caspase-3活性和线粒体膜电位。 结果：联合治疗显著增加早期和晚期凋亡细胞比例，更强地抑制细胞的迁移和侵袭能力，协同提升细胞内ROS水平，有效地激活caspase-3并破坏线粒体膜电位，表明线粒体途径的凋亡被深度激活。（图3A-L） 图3：IMMU132联合IACS-010759协同诱导线粒体凋亡并抑制ESCC细胞运动能力 A-B：流式细胞术检测Annexin V/PI染色显示联合处理显著增加KYSE30（A）和KYSE150（B）细胞的凋亡比例。 C-F：Transwell实验显示联合处理对KYSE30（C, E）和KYSE150（D, F）细胞迁移（C-D）与侵袭（E-F）的协同抑制作用（标尺=250μm）。 G-J：DCFH-DA荧光探针检测ROS水平。荧光显微镜图像（G-H）显示联合处理增加ROS（绿色荧光）；流式细胞术定量分析（I-J）进一步验证。 K-L：Caspase-3活性（绿色）与线粒体膜电位（红色）共检测。联合处理显著增强caspase-3活性并降低膜电位，表明线粒体凋亡通路被激活（标尺=100μm）。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 小结：研究将协同效应与具体的细胞死亡（凋亡）和恶性表型（转移）抑制联系起来，并指出氧化应激和线粒体功能障碍可能是关键环节。 ✦ 分子机制深挖：RNA-seq揭示对OXPHOS和PI3K-AKT-mTOR通路的双重抑制 表型变化背后必有基因和信号通路的改变。需要全局性、无偏倚地探索联合治疗作用的分子网络。 过程：对经联合处理的KYSE30细胞进行RNA测序（RNA-seq），并进行生物信息学分析（KEGG、GO、GSEA）。 结果： OXPHOS通路下调：与单药或对照组相比，联合处理细胞中OXPHOS通路相关基因（涉及电子传递链所有五个复合物）被显著下调。GSEA分析也证实“氧化磷酸化”、“ATP合成过程”等基因集被强烈负向富集。（图4） 图4：RNA-seq分析揭示联合处理导致ESCC细胞依赖OXPHOS A：主成分分析（PCA）显示对照组、单药组及联合处理组样本的基因表达差异。 B：热图展示联合处理组中下调最显著的50个基因。 C：韦恩图显示各处理组与对照组相比的差异表达基因（DEGs）数量及重叠情况。 D：火山图展示联合处理组与对照组之间的DEGs（上调：红色；下调：绿色）。 E-F：示意图（E）及KEGG通路富集分析（F）显示OXPHOS通路及相关电子传递链复合物基因被显著下调。 G：GO富集分析显示DEGs在氧化磷酸化、ATP合成、线粒体内膜组织等生物学过程中显著富集。 H：GSEA分析证实“氧化磷酸化”、“ATP合成过程”及“线粒体内膜”基因集在联合处理组中显著负向富集。 关键致癌通路被抑制：KEGG和GSEA分析共同显示，PI3K-AKT-mTOR信号通路在联合处理后受到显著抑制。同时，细胞周期、上皮-间质转化（EMT）等相关通路也被下调。 蛋白水平验证：Western blot证实，联合处理能更有效地降低p-AKT（Ser473）和p-mTOR（Ser2448） 等关键磷酸化蛋白水平，并下调凋亡抑制蛋白和EMT标志物。（图5）  图5：IMMU132与IACS-010759联合处理影响癌症相关信号通路 A：KEGG通路富集分析展示联合处理组DEGs显著富集的信号通路，如PI3K-AKT-mTOR、p53、MAPK等。 B：GSEA分析（使用MSigDB hallmark基因集）展示联合处理后显著富集的通路。 C：GSEA曲线显示p53通路和缺氧信号通路被正向富集。 D：GSEA曲线显示PI3K/AKT/mTOR信号、mTORC1信号、脂肪酸代谢等通路被负向富集。 E-H：Western blot验证联合处理下调PI3K-AKT-mTOR通路关键蛋白（p-AKT, p-mTOR）、凋亡相关蛋白及上皮-间质转化（EMT）标志物在KYSE30（E, G）和KYSE150（F, H）细胞中的表达。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 小结：机制研究取得核心发现：联合治疗的协同效应并非偶然，其分子基础在于同时打击了肿瘤细胞的“能量工厂”（OXPHOS）和“生长司令部”（PI3K-AKT-mTOR通路）。这为理解协同性提供了清晰的信号轴。 ✦ 机制验证：mTOR是协同作用的关键枢纽 生物信息学分析提示mTOR是关键节点，需要遗传学和药理学实验进行功能验证。 过程： 基因敲低：使用siRNA敲低ESCC细胞中的mTOR基因。 药理学干预：使用mTOR抑制剂（雷帕霉素）和激活剂（MHY1485）。 结果：敲低mTOR能模拟联合治疗的效果，进一步增强联合用药对细胞活力的抑制和凋亡的诱导。加入雷帕霉素能增强IMMU132或IACS单药乃至两药联用的效果。加入MHY1485则能部分逆转联合治疗带来的生长抑制。（图6A-G） 图6：mTOR敲低抑制ESCC细胞生长并诱导凋亡 A：Western blot验证siRNA有效敲低KYSE30和KYSE150细胞中的mTOR蛋白。 B-C：mTOR敲低细胞经药物处理后，Western blot检测mTOR和S6蛋白及其磷酸化水平。 D：Cell Titer-Glo检测显示联合处理在mTOR敲低细胞中仍具有强生长抑制活性。 E-F：流式细胞术显示联合处理在mTOR敲低细胞中诱导更强的凋亡。 G：雷帕霉素（mTOR抑制剂）增强而MHY1485（mTOR激活剂）逆转联合处理的抗增殖效果。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 小结：这一部分通过“增益”和“失活”实验，确凿证明了mTOR信号的下调是联合治疗产生协同效应的必要条件和关键执行环节，将机制从相关性推向因果性。 ✦ 转化模型验证（一）：在患者来源类器官（PDXO）中再现协同疗效 细胞系模型无法完全模拟患者肿瘤的异质性和三维结构。需要更接近临床的模型验证。 过程：从ESCC PDX小鼠模型肿瘤组织培养出PDXO，并通过H&E和IHC验证其保留了原发肿瘤的组织学特征和TROP2表达。随后在PDXO中进行药物处理。 结果：PDXO模型成功构建。联合治疗在ESCC-241-O和ESCC-291-O两个PDXO模型中，均表现出比单药更强、时间依赖性的生长抑制。（图7A-G） 图7：IMMU132联合IACS-010759对ESCC PDX来源类器官的协同抗肿瘤作用 A：ESCC PDX来源类器官（PDXO）构建与药物筛选流程示意图。 B：ESCC-241-O和ESCC-291-O类器官的明场图像（标尺=300μm）。 C：H&E染色显示PDXO保留了原发肿瘤及PDX组织的异质性形态（400×，标尺=20μm）。 D-E：IHC染色显示PDXO与原发肿瘤、PDX组织在CK5/6、P63（D）和TROP2（E）表达上的一致性（蓝色为DAPI核染，400×，标尺=20μm）。 F：IncuCyte动态监测显示联合处理对两种PDXO的生长具有时间依赖性的协同抑制。 G：处理144小时后PDXO的明场图像，直观展示联合处理的抑制效果（标尺=300μm）。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 小结：在更接近人体肿瘤微环境的离体模型中验证了协同效应，增强了研究发现的临床相关性，并为后续选择体内实验模型提供了指导。 ✦ 转化模型验证（二）：在多种PDX活体模型中证实强效且安全 最终疗效和安全性必须在活体动物模型中评估。不同患者肿瘤对治疗反应可能不同，需在多个模型中进行测试。 过程：在三个不同的ESCC PDX模型（ESCC-241, -266, -291）荷瘤小鼠中，分别设置对照组、IMMU132单药组、IACS单药组和联合治疗组，监测肿瘤体积、小鼠体重及器官毒性。 结果： 强效抑瘤：在三个模型中，联合治疗的肿瘤生长抑制率（TGI）均最高，尤其在ESCC-266模型中达到94.2%，且疗效显著优于单药。 机制一致：对瘤组织的IHC分析显示，联合组Ki67（增殖标志）降低，cleaved caspase-3（凋亡标志）升高，与体外发现一致。TROP2表达未因治疗改变，说明疗效依赖其基础表达。 安全性良好：治疗期间小鼠体重稳定，心、肝、脾、肺、肾等重要器官未见明显病理损伤，血清肝肾功能指标（ALT, AST, BUN, Cr）均在正常范围。（图8A-J） 图8：联合治疗在PDX模型中抑制ESCC肿瘤生长 A：体内实验设计示意图，展示给药方案（IMMU132：静脉注射，每周一次；IACS：灌胃，每周五次）。 B-D：联合治疗在ESCC-241（B）、ESCC-266（C）和ESCC-291（D）三种PDX模型中均表现出最强的肿瘤生长抑制效果（TGI最高达94.2%）。 E：IHC染色显示各组肿瘤组织中TROP2表达水平未因治疗而改变。 F-j：IHC染色定量分析显示，联合治疗组肿瘤中增殖标志物Ki67表达显著降低（F-G），而凋亡标志物cleaved caspase-3表达显著升高（H-j）（400×，标尺=20μm）。数据以均值±SEM表示，*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001。 小结：这是最终也是最有力的证据，表明“IMMU132 + IACS-010759”联合方案在模拟患者肿瘤的活体环境中不仅高效，而且耐受性良好，具备了向临床推进的坚实临床前基础。 本研究始于一个明确的临床问题（ESCC缺药），通过临床样本锁定靶点，在细胞水平发现并验证了新的联合策略及其协同机制（打击PI3K-AKT-mTOR和OXPHOS），随后在类器官和PDX动物模型中层层推进，最终在活体水平证实了该策略的强效性与安全性，并初步探索了其精准化应用的潜在标志物。整个研究证据链完整、逻辑环环相扣，从基础到转化，为这种联合疗法进入临床试验提供了强有力的科学依据。 03 总结与展望 本项研究将ADC靶向治疗与肿瘤代谢干预这两个前沿领域紧密联结。其意义不仅在于为ESCC患者带来了新的希望，更在于它示范了一种理性的联合治疗开发范式：即基于肿瘤的分子特征（TROP2高表达）和代谢弱点（OXPHOS依赖），设计具有协同机制的药物组合。 随着未来转化研究的深入，这种策略有望从ESCC出发，最终惠及更广泛的癌症患者，推动肿瘤治疗进入更精准、更高效的“组合拳”时代。 参考文献Liu X, Liu J, Zhou Y, Li M, Wang F, Jiang G, Xiao Y, Cui W, Jiang M, Gu L, Zhang Z, Zheng Y, Zhang S. A TROP2-targeting ADC synergizes with oxidative phosphorylation inhibitor to enhance apoptosis in ESCC by suppressing the PI3K-AKT-mTOR signaling pathway. Cell Death Dis. 2025 Dec 1. doi: 10.1038/s41419-025-08278-5. Epub ahead of print. PMID: 41326355. 扫描添加小助手获取原文 A BOUT Ark Future 关于方舟未来 Ark Future方舟未来生命科学（上海）有限公司是一家专注于类器官技术、基因编辑及细胞治疗研发与应用的创新型生物科技企业。公司以“生命方舟，健康未来”为愿景，致力于成为全球领先的疾病模型构建与个性化治疗方案服务商。 Ark Future构建了集成类器官、基因编辑与细胞治疗技术的综合性研发平台，已成功建立覆盖视网膜、心脏、消化道、肝脏、肺部、乳腺、前列腺、睾丸等数十种组织来源的类器官模型库，涵盖数百例源自肿瘤及正常组织的生物样本，搭建了覆盖科研探索、药物研发与临床精准医疗的全链条业务体系，为科研机构、医药企业及医疗机构提供标准化产品与定制化解决方案。 公司高度重视研发创新与知识产权保护，目前已累计申请10余项国内发明专利与实用新型专利。同时，Ark Future积极构建产业生态，已与国内外数家顶尖药企、知名科研机构及三甲医院建立深度战略合作，共同推动类器官技术在多个领域的标准化与临床应用。 Ark Future以创新为引擎，以疾病模型与治疗服务为双翼，持续推动类器官技术在药物研发、精准医疗与再生医学等领域的产业化进程，携手全球合作伙伴，共同驶向生命科学的未来。 公司地址：上海市浦东新区金科路4218号诺华上海园区4号楼 邮箱：service@arkfuture.com.cn 电话：400-668-8274 官网：www.arkfuture.com.cn END 编辑丨月亮 排版丨舟舟 审核丨舟舟 往期推荐: 告别盲目用药！类器官模型成功指导直肠癌个性化放化疗，精准度超93% Nature Biomedical Engineering丨新型“智能凝胶”成功实现中风后脑再生 Nature综述 | Hans Clevers团队：类器官重塑药物研发全流程 Nature Aging丨一次CAR-T注射，逆转肠道衰老！ 科学十字路口的抉择：CDC终止猴子研究，动物模型的功过与未来何去何从？ 重磅突破：体外“造精”成为可能！新型睾丸类器官成功支持减数分裂