研究背景
肝细胞癌(HCC)是一种预后不良的异质性极强的恶性肿瘤,标准治疗策略仅对有限亚型的患者有效。因此迫切需要针对晚期HCC的更有效的肿瘤易损靶向或个体化治疗策略。2025年2月18日,浙江大学医学院附属第一医院郑树森院士、宋朋红教授团队在Journal of Advanced Research (IF 11.4)上发表文章“Comprehensive multi-omics analyses exposes a precision therapy strategy that targets replication stress in hepatocellular carcinoma using WEE1 inhibition”,发现肿瘤复制应激(RS)水平可以作为HCC的预后指标,并指导基于风险-收益分析的药物治疗方案,为精准治疗提供有价值的见解。
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产品信息
人源激酶gRNA慢病毒文库(靶向763个人源激酶基因)
实验细胞
Huh7细胞
结果展示
1. 文库筛选鉴定WEE1是奥沙利铂在HCC中的合成致死基因
作者分别对178例和94例未经治疗的原发性HCC临床样本进行了蛋白质组学和转录组学测序,发现以超增殖为特征的亚型表现出最差的预后和最高的RS水平,表明RS是HCC的独特特征和极有希望的治疗靶点,并通过药物筛选确定奥沙利铂是治疗HCC的RS靶向疗法。激酶是有吸引力的药物靶点,作者采用靶向激酶组的慢病毒CRISPR敲除文库,系统地识别了奥沙利铂治疗的敏感协同靶点,发现WEE1是奥沙利铂治疗后Huh7细胞中最显著的合成致死基因。Western blots和IHC染色显示,与邻近的非肿瘤组织相比,HCC肿瘤中WEE1的表达更高,TCGA数据库显示,较高水平的WEE1或CDK1表达与较差的生存结果相关。此外,RS最高的HCC亚组S-III与其余两个亚组相比,WEE1和CDK1 mRNA表达最高,上述结果表明在HCC中靶向WEE1可能是对抗RS的一种有希望的方法。

图1 WEE1是奥沙利铂在HCC中的合成致死基因
2. Adavosertib抑制同源重组并增强奥沙利铂诱导的HCC细胞DNA损伤
WEE1抑制剂adavosertib目前处于多个II期临床试验中,作者发现奥沙利铂和adavosertib在体外和体内协同抑制HCC恶性表型。GSEA显示,在adavosertib或奥沙利铂治疗后,DDR相关基因显著富集,彗星尾试验进一步验证了这一结果。更重要的是,与单药治疗相比,联合治疗显著提高了彗星尾、γH2AX病灶和DNA损伤相关蛋白表达水平。这证实了adavosertib和奥沙利铂的协同联合导致HCC细胞双链断裂和复制叉崩溃的增加。RNA-seq数据显示,大多数DNA损伤修复相关基因在奥沙利铂治疗后被激活,而在adavosertib治疗后被抑制。作者进一步探讨adavosertib增强DNA损伤的潜在机制,发现adavosertib降低了HR介导的SNU449和Huh7细胞DNA双链断裂修复效率,奥沙利铂和adavosertib联合治疗导致HCC细胞有丝分裂过早,并协同引发细胞凋亡增强。

图2 Adavosertib抑制同源重组并增强奥沙利铂诱导的HCC细胞DNA损伤
3. 在流体动力学注射模型和索拉非尼耐药细胞中,奥沙利铂和Adavosertib仍然具有协同作用
为了研究奥沙利铂和Adavosertib是否在高RS癌症中协同作用,作者构建了流体动力学注射(HDI)模型,并使用致癌质粒和睡美人(SB)转座子质粒激活RS。发现在单药治疗、联合治疗和对照处理的HDI小鼠中,联合治疗组的标准化肝脏摄取值(SUV)明显低于单药组和对照组,联合治疗还伴随着肿瘤灶数量和肝/体重比的减少。生存分析显示,联合组小鼠的存活时间明显长于对照组和单药组。索拉非尼是治疗晚期HCC的一线药物,但临床耐药性仍然是一个问题。作者研究了奥沙利铂和Adavosertib联合治疗对索拉非尼耐药HCC细胞(SNU449- SR)生长的影响,发现联合治疗显著降低了SNU449-SR细胞的集落形成和肿瘤球形成,造成更多的DNA损伤积累,最终协同诱导细胞凋亡。这些结果表明奥沙利铂联合Adavosertib在高RS模型和索拉非尼耐药模型中仍然具有较强的协同作用。

图3 奥沙利铂和Adavosertib的抗肿瘤协同作用
实验结论
本研究在蛋白质组学和转录组学水平上为RS在HCC中的精确治疗靶向提供了有希望的见解,发现adavosertib和奥沙利铂可能是治疗肝细胞癌的有效方法。adavosertib和奥沙利铂联合使用通过靶向RS在HCC中提供有效的抗肿瘤作用,能增强DNA损伤,诱导有丝分裂突变和细胞凋亡。表明肿瘤RS水平可以作为HCC的预后指标,并指导基于风险-收益分析的药物治疗方案,为精准治疗提供有价值的见解。
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