Gastroenterology|兰州大学第二医院焦作义教授团队发现靶向UBE2T可作为克服胰腺癌吉西他滨治疗耐药的新策略

胰腺癌是一种高度侵袭性疾病，已成为癌症死亡的第四大原因，预计到2030年将成为仅次于肺癌的第二大癌症死亡原因。由于早期缺乏特异性症状，胰腺癌患者在确诊时多处与疾病晚期，仅有15%-20%的患者可接受根治性手术治疗，预后差且治疗选择有限[1]。目前，以吉西他滨为基础的化疗方案仍是其主要治疗方案，然而其普遍的耐药情况严重限制了其治疗效果。因此，解决胰腺癌吉西他滨耐药问题对于改善胰腺癌患者预后意义重大。

近日，兰州大学第二医院焦作义教授团队在美国胃肠病学会会刊《Gastroenterology》发表了题为“Targeting UBE2T potentiates gemcitabine efficacy in pancreatic cancer by regulating pyrimidine metabolism and replication stress[2]”的研究。该研究发现，胰腺癌中异常激活的UBE2T/RING1/p53泛素化轴可通过转录激活核糖核苷酸还原酶1/2（RRM1/2）重塑嘧啶代谢，促进嘧啶生物合成进而缓解吉西他滨诱导的复制压力，最终导致吉西他滨耐药。吉西他滨联合UBE2T靶向抑制剂PGG可显著抑制人源化胰腺癌类器官及异种移植模型（PDX）肿瘤的生长，并延长胰腺癌自发瘤模式鼠（KPC）的生存时间。

原文链接：https://www.gastrojournal.org/article/S0016-5085(23)00164-6/fulltext

嘧啶代谢重塑及复制应激缓解与胰腺癌吉西他滨耐药密切相关。研究表明，嘧啶从头合成在胰腺癌吉西他滨耐药的细胞中显着增加，抑制其合成可导致复制叉停滞、复制应激增强，进而降低吉西他滨耐药性[3,4]。

研究人员发现泛素化结合酶UBE2T在多种消化系统肿瘤中高表达，且在胰腺癌中尤为显著。KEGG富集分析发现UBE2T在胰腺癌中与嘧啶代谢通路显着相关；同时，蛋白质组学及代谢组学联合分析亦表明，敲除UBE2T后嘧啶代谢相关的酶及代谢物水平均有显著改变（图1）。因此，研究人员认为UBE2T可能通过影响嘧啶代谢调控吉西他滨耐药。

图1 UBE2T生物信息学分析及蛋白代谢组学联合分析结果

为进一步明确UBE2T与吉西他滨耐药的相关性，研究人员构建了UBE2T胰腺条件性敲除的KPC小鼠模型（UKPC），发现UBE2T的缺失可显著提高胰腺癌吉西他滨的治疗效果（中位生存时间：138 vs 80.5 days）；同时，在胰腺癌临床样本中，研究人员发现UBE2T的表达水平与吉西他滨耐药性呈正相关，且高表达的UBE2T往往与较差的生存预后相关（图2）。

图2 UBE2T与吉西他滨耐药性的正相关

为进一步明确UBE2T介导吉西他滨耐药的具体机制，研究人员通过蛋白代谢组学联合分析、转录因子预测、质谱分析、体内泛素化实验等发现UBE2T可通过泛素连接酶RING1泛素化降解p53，解除对RRM1/2的转录抑制，从而导致胰腺癌吉西他滨耐药。体外泛素化实验进一步证实UBE2T对p53的泛素化调控依赖于其泛素化活性位点cys86，人源化胰腺癌类器官的免疫组织化学结果亦明确支持上述机制（图3）。

图3 UBE2T介导吉西他滨耐药的分子机制

接下来，研究人员基于UBE2T的泛素化活性位点cys86，通过计算机虚拟筛选、SPR检测及人源化胰腺癌类器官药敏试验等技术手段，成功筛选出了可高亲和力靶向UBE2T的天然小分子化合物1,2,3,4,6-O-Pentagalloylglucose（PGG）（图4）。

图4 UBE2T抑制剂筛选流程图

为验证PGG对吉西他滨的增敏效果，研究人员对KPC小鼠及PDX小鼠进行了PGG单独治疗及PGG与吉西他滨的联合治疗，结果发现PGG单独治疗可对PDX肿瘤的生长产生一定的抑制作用并略微提升KPC小鼠的生存时间（中位生存时间：121days），而联合治疗可明显抑制肿瘤生长并显著延长KPC小鼠的生存时间（中位生存时间：159days）(图5)。

图5 PGG可增敏胰腺癌吉西他滨治疗耐药

综上所述，这项研究结果表明UBE2T通过结合RING1泛素化降解p53，解除RRM1/2的转录抑制，促进嘧啶代谢重塑和复制应激减轻从而导致胰腺癌吉西他滨耐药，PGG可改善胰腺癌吉西他滨治疗耐药（图6）。这项研究揭示了胰腺癌吉西他滨治疗耐药的新机制，开发了克服胰腺癌吉西他滨耐药的潜在新靶点及新型治疗策略，对于解决胰腺癌远期生存差的临床难题具有重要意义。

图6 机制图

参考文献

[1] Zeng S, Pöttler M, Lan B, et al. Chemoresistance in Pancreatic Cancer. Int J Mol Sci. 2019;20(18):4504.

[2] Jiang X, Ma Y, Wang T, et al. Targeting UBE2T potentiates gemcitabine efficacy in pancreatic cancer by regulating pyrimidine metabolism and replication stress [published online ahead of print, 2023 Feb 24]. Gastroenterology. 2023;S0016-5085(23)00164-6.

[3] Fujimura Y, Ikenaga N, Ohuchida K, et al. Mass spectrometry-based metabolic profiling of gemcitabine-sensitive and gemcitabine-resistant pancreatic cancer cells. Pancreas 2014;43:311-318.

[4] Raoof M, Zhu C, Cisneros BT, et al. Hyperthermia inhibits recombination repair of gemcitabine-stalled replication forks. J Natl Cancer Inst 2014;106:dju183.