重磅｜发现克服膀胱癌顺铂耐药的新靶点！广州精科医学检验所有限公司

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引文

膀胱癌（BCa）是泌尿系统中常见的恶性肿瘤之一，顺铂是膀胱癌治疗中的常用方案之一。然而，在实际治疗过程中常因顺铂耐药影响膀胱癌治疗效果。

近日，中山大学孙逸仙纪念医院林天歆/陈旭团队在美国癌症研究学会（American Association for Cancer Research）旗舰期刊Cancer Research杂志上发表题为NAT10 drives cisplatin chemoresis-tance by enhancing ac4C-associated DNA repair in bladder cancer的研究成果，首次揭示了NAT10介导的调控mRNA终止密码子附近的ac4C来提高mRNA的稳定性，为NAT10作为克服BCa中顺铂耐药的治疗靶点奠定了基础。

研究背景

诸多证据表明，RNA修饰在肿瘤治疗耐药中发挥重要作用。以顺铂为基础的化疗是肌层浸润性膀胱癌（MIBC）新辅助治疗和辅助治疗的一线方案。然而，大约40%患者在根治性膀胱切除术后复发并导致多数患者死亡。因此，探究膀胱癌对顺铂耐药的表观转录学机制对提升膀胱癌治疗有效率至关重要。

研究思路

通过超高效液相色谱－串联质谱法、基因敲除等实验方法分析NAT10靶点与顺铂耐药的相关性。并由精科医学李宏教授团队协助构建与患者膀胱癌的组织结构和生物学特征高度相似的类器官（Bladder cancer-derived organoid; BCDO），利用包括BCDO在内的实验治疗模型测试NAT10抑制剂Remodelin与顺铂联用的药效。

研究结果

RNA修饰与顺铂化疗的关系

超高效液相色谱－串联质谱法检测细胞和肿瘤组织中RNA修饰水平的结果表明，顺铂能够诱导ac4C修饰水平上调，且ac4C修饰水平与膀胱癌化疗耐药呈相关性。证明了NAT10介导ac4C修饰是由顺铂所诱导且与BCa化疗耐药呈正相关。

NAT10介导的ac4C调控机制

联合acRIP-seq及RNA-seq的下游靶基因鉴定结果表明，NAT10通过直接与“CXX”序列位点相互作用催化ac4C对mRNA的修饰；免疫共沉淀检测结果进一步证明NAT10通过阻止核酸酶的消化来招募HNRNPQ和THRAP3来增强mRNA的稳定性。

NAT10与BCa细胞体外耐药

体外细胞实验及体内化疗动物模型实验发现，NAT10基因敲低后的膀胱癌细胞对顺铂的敏感性显著提升。随后通过免疫共沉淀和基因敲除实验，团队发现AHNAK调节的DNA损伤修复是NAT10诱导BCa顺铂耐药性所必需的——NAT10调节的AHNAK通过将LIG4和XRCC4募集到染色质以加强DNA损伤修复来促进顺铂耐药性。

图1 体内化学疗法测定模型的建立示意图

图2 手术切除肿瘤后各组的代表性图像

NAT10抑制剂：Remodelin

Remodelin作为NAT10抑制剂以剂量依赖的方式显著抑制NAT10表达从而抑制BCa细胞的活性。研究者通过细胞实验、小鼠皮下化疗耐药模型、小鼠膀胱癌原位动物模型、膀胱癌类器官模型等证实了NAT10抑制剂Remodelin能够增强BCa细胞对顺铂化疗的敏感性，是一种能够改善顺铂疗效的极具前景的药物。

图3 基于膀胱癌类器官的药效检测结果显示：

1）NAT10抑制剂Remodelin以剂量相关性方式抑制类器官内肿瘤细胞增殖（上图）；

2）Remodelin与顺铂联用能有效诱导顺铂耐药膀胱癌类器官细胞凋亡（下图）。

图4 NAT10介导的ac4C修饰促进BCa顺铂耐药性的模型

总结

膀胱癌最为常见的泌尿生殖系统恶性肿瘤每年在全球范围内造成数十万计的新发病例与死亡。顺铂虽然是BCa的一线治疗选择，但大多数患者在治疗周期后都会对顺铂产生耐药并遭受肿瘤复发的困扰。本研究揭示了NAT10过度表达与BAc化疗耐药、复发和不良预后的相关性。最终发现了NAT10抑制剂Remodelin与顺铂对联用显著增加了治疗效果，验证了其是一种潜在的、有效的化学耐药BCa治疗药物。

热评:

肿瘤耐药问题一直是困扰临床治疗的重大挑战，林天歆教授团队利用多个实验治疗模型揭示了膀胱癌顺铂耐药机制，并发现了Remodelin这一具有前景的改善顺铂疗效的药物。

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参考文献：

[1] Ruihui Xie, Liang Cheng, Ming Huang, Lin Huang, Ziyue Chen, Qiang Zhang, Hong Li, Junlin Lu, Hongjin Wang, Qianghua Zhou, Jian Huang, Xu Chen, Tianxin Lin; NAT10 drives cisplatin chemoresistance by enhancing ac4C-associated DNA repair in bladder cancer. Cancer Res 2023