胰腺癌五年生存率僅為10%，素有“癌王”之稱，而這與其存在普遍的治療抵抗有很大關(guān)系[1]。

目前，化療仍是胰腺癌治療的主要方式，而吉西他濱又是這些化療方案的“中流砥柱”，但吉西他濱存在嚴(yán)重的耐藥性[2,3]，導(dǎo)致大部分胰腺癌患者預(yù)后不良，因此，探究吉西他濱耐藥機(jī)制對于改善胰腺癌生存就顯得至關(guān)重要。

從機(jī)制上講，吉西他濱最進(jìn)入細(xì)胞后會轉(zhuǎn)化為三磷酸核苷（dFdCTP），dFdCTP可與嘧啶核苷酸代謝產(chǎn)物dCTP競爭性結(jié)合DNA，導(dǎo)致DNA復(fù)制受阻[4,5]。而DNA復(fù)制受阻導(dǎo)致的復(fù)制應(yīng)激，可再次增強(qiáng)吉西他濱的敏感性[6]。因此，靶向嘧啶代謝及復(fù)制應(yīng)激，或許是克服胰腺癌吉西他濱耐藥的有效策略。

近日，由蘭州大學(xué)第二醫(yī)院焦作義教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊，在Gastroenterology發(fā)表了一項重要研究成果[7]。

這項研究發(fā)現(xiàn)，泛素結(jié)合酶UBE2T通過與泛素連接酶RING1相互作用，激活了p53泛素化降解，促進(jìn)嘧啶代謝限速酶RRM1及RRM2的上調(diào)，削弱了吉西他濱誘導(dǎo)的復(fù)制應(yīng)激，導(dǎo)致胰腺癌吉西他濱耐藥。

好消息是，他們發(fā)現(xiàn)UBE2T抑制劑天然化合物PGG聯(lián)合吉西他濱可顯著抑制腫瘤生長，并延長胰腺癌小鼠生存。這意味著，胰腺癌對化療耐藥或許有了新的破解策略。

文章封面截圖

在2021年，焦作義團(tuán)隊就發(fā)現(xiàn)泛素結(jié)合酶UBE2T在多種消化系統(tǒng)腫瘤中異常表達(dá)[8]，尤其是在胰腺癌中表達(dá)差異最為顯著。

為解析UBE2T在胰腺癌中的特定生物學(xué)功能，焦作義團(tuán)隊通過基于TCGA數(shù)據(jù)庫的基因富集分析（GSEA），發(fā)現(xiàn)UBE2T在胰腺癌樣本中富集最明顯的通路為嘧啶代謝。

隨后，他們通過蛋白代謝聯(lián)合組學(xué)，進(jìn)一步明確了UBE2T對嘧啶代謝通路的影響。發(fā)現(xiàn)UBE2T敲除后核苷酸還原酶RRM1和RRM2，以及其下游代謝物dCDP和dCTP顯著下調(diào)（圖1）。而dCTP合成又與吉西他濱敏感性密切相關(guān)，因此，他們猜測UBE2T可能介導(dǎo)了胰腺癌對吉西他濱的耐藥。

圖1. UBE2T敲除后對嘧啶代謝通路的影響

為明確UBE2T對吉西他濱治療效果的影響，焦作義團(tuán)隊構(gòu)建了UBE2T條件性敲除的胰腺癌基因工程鼠，并給予吉西他濱治療。

結(jié)果表明，相比于野生型胰腺癌小鼠（KPC），UBE2T條件性敲除的胰腺癌小鼠（UKPC）生存時間更長（中位生存時間：138天 vs 80.5天）（圖2I），且UKPC腫瘤組織中ki67蛋白水平也顯著下調(diào)（圖2J,K）。

由此可見，UBE2T在胰腺癌吉西他濱耐藥中發(fā)揮了重要作用。

圖2. UBE2T敲除對吉西他濱治療效果的影響

隨后，焦作義團(tuán)隊構(gòu)建了人源胰腺癌類器官，檢測了類器官中UBE2T蛋白水平，同時檢測了類器官對吉西他濱的敏感性。結(jié)果表明，UBE2T蛋白水平與類器官對吉西他濱的敏感性呈負(fù)相關(guān)。此外，他們分析108例的臨床胰腺癌組織樣本發(fā)現(xiàn)，UBE2T預(yù)測胰腺癌患者對吉西他濱耐藥的ROC值為0.877。

考慮到泛素結(jié)合酶UBE2T主要通過其泛素化活性發(fā)揮作用，他們于類器官中分別過表達(dá)了野生型（WT）及活性位點突變型（C86A）的UBE2T，并給予吉西他濱治療。

結(jié)果顯示，WT-UBE2T過表達(dá)組的類器官相比于對照組及C86A-UBE2T過表達(dá)組的類器官，具有更高的吉西他濱抗性（圖3）。也就是說，UBE2T是通過其泛素化活性，促進(jìn)了胰腺癌吉西他濱耐藥。

圖3. UBE2T活性位點對吉西他濱耐藥性的影響

為明確UBE2T促進(jìn)胰腺癌吉西他濱耐藥的分子機(jī)制，焦作義團(tuán)隊檢測了UBE2T對RRM1/2的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)UBE2T同時上調(diào)了RRM1/2的mRNA及蛋白水平，且依賴于其泛素化活性。但UBE2T對RRM1/2并沒有直接的泛素化調(diào)控作用，因此，他們假設(shè)UBE2T調(diào)控了RRM1及RRM2的轉(zhuǎn)錄因子。

隨后，他們求取了RRM1/2轉(zhuǎn)錄因子及UBE2T調(diào)控的差異蛋白的集合，得到p53、GRHL2及RUNX1三個候選轉(zhuǎn)錄因子（圖4）。經(jīng)驗證，GRHL2及RUNX1雖可調(diào)控RRM1/2，但卻與UBE2T對RRM1/2的作用相互獨立，而UBE2T可通過下調(diào)p53蛋白水平，促進(jìn)RRM1/2的轉(zhuǎn)錄激活。

圖4. UBE2T對RRM1/2待選轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控

基于以上數(shù)據(jù)及假設(shè)，焦作義團(tuán)隊進(jìn)一步研究了UBE2T對p53的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)UBE2T可通過結(jié)合泛素結(jié)合酶RING1，促進(jìn)對p53的泛素化降解，從而激活RRM1/2的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)嘧啶核苷酸的合成，減弱吉西他濱誘導(dǎo)的復(fù)制應(yīng)激反應(yīng)，削弱其治療效果。

為開發(fā)出可克服胰腺癌對吉西他濱耐藥的治療策略，他們通過虛擬對接技術(shù)對17676個小分子進(jìn)行了分子對接，并綜合結(jié)合分?jǐn)?shù)、骨架結(jié)構(gòu)等多種因素最后篩選出排名前40的小分子。

接下來，他們通過類器官高通量檢測篩選出5個可高效增敏吉西他濱的小分子化合物，同時檢測了這5個小分子與UBE2T的親和力。結(jié)果表明，在這些小分子中，天然化合物1,2,3,4,6-O-Pentagalloylglucose（PGG）不僅具備較強(qiáng)的吉西他濱增敏能力，也有著較強(qiáng)的UBE2T親和力（圖5）。

圖5. UBE2T對RRM1/2待選轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控

焦作義團(tuán)隊進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)PGG可有效抑制UBE2T對p53的泛素化降解，上調(diào)RRM1及RRM2，并上調(diào)復(fù)制應(yīng)激標(biāo)志物γ-H2AX蛋白水平。簡單來說，PGG可通過抑制UBE2T泛素化活性，抑制嘧啶核苷酸合成代謝，并增強(qiáng)吉西他濱誘導(dǎo)的復(fù)制應(yīng)激反應(yīng)。

那這種靶向UBE2T的治療策略可否有效增強(qiáng)吉西他濱的治療效果呢？

他們構(gòu)建了模擬人類胰腺癌進(jìn)展過程的KPC小鼠，以及可反應(yīng)患者治療反應(yīng)的PDX模型，發(fā)現(xiàn)PGG聯(lián)合吉西他濱的組合治療可顯著延長KPC小鼠的生存時間（159天 vs 83天）（圖6），且顯著抑制了PDX小鼠腫瘤的生長。

圖6. PGG聯(lián)合吉西他濱可顯著延長KPC小鼠的生存時間

總的來說，這項研究揭示了UBE2T介導(dǎo)的泛素化，促進(jìn)胰腺癌吉西他濱耐藥的分子機(jī)制，并開發(fā)出了一種靶向UBE2T的小分子抑制劑，為胰腺癌治療提供了新方法。

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