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【导读】 卵巢癌(OC)的诊断和治疗仍然是一个巨大的挑战，超过70%的患者在诊断时已处于晚期，预后极差。磁共振成像(MRI)在OC的术前评估中显示出优于其他检查的结果，而以顺铂为基础的化疗是OC的一线治疗方法。然而，之前很少有研究将这两个快速发展的领域结合在一起。 9月17日，南方医科大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“Highly Efficient Synergistic Chemotherapy and Magnetic Resonance Imaging for Targeted Ovarian Cancer Therapy Using Hyaluronic Acid-Coated Coordination Polymer Nanoparticles”，本研究利用顺铂前体药物(Pt-COOH)、Fe3+和天然多酚(棉酚)构建了结构稳定、药物释放行为可控、载药量高的纳米粒(HA@PFG NPs)。肿瘤部位的酸性pH值有利于HA@PFG NPs释放Fe3+、Pt-COOH和棉酚。消耗谷胱甘肽的Pt-COOH和以顺铂为基础的化疗加具有促凋亡作用的棉酚显示出杀伤肿瘤细胞的协同作用。此外，Fe3+在肿瘤部位的释放促进铁死亡，并使OC的MRI成像成为可能。在患者来源的肿瘤异种移植(PDX)模型中，HA@PFG NPs减轻了肿瘤活性。 RNA测序分析表明，HA@PFG NPs主要通过IL-6信号通路改善OC症状。这项工作将MRI成像与以顺铂为基础的化疗相结合，为OC的诊断和协同治疗提供了巨大的希望。 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1002/advs.202309464 背景知识 01 卵巢癌(OC)是一种预后极差的隐匿性疾病，超过70%的OC确诊时已处于晚期，5年总生存(OS)率低于30%。高病死率和相对较低的生存率主要是由于缺乏早期诊断和有效治疗干预的方法。早期发现和诊断OC可显著改善患者的预后。超声、CT和MRI是术前诊断OC的常用方法。在这些影像学技术中，MRI具有高空间分辨率和软组织对比度，是目前最强大的诊断工具之一，广泛应用于诊断，尤其是鉴别诊断和术前治疗方案的选择。钆造影剂广泛应用于临床MRI。然而，在肾功能不全的患者中，钆造影剂与肾源性系统性纤维化相关。因此，开发新型造影剂是非常迫切的需求。Fe3+不仅是生物体必需的元素，而且是一种顺磁性物质，因此可以用MRI非侵入性地测量。这使得Fe3+有望成为一种安全的对比剂。 顺铂为基础的化疗是OC的一线治疗方案。基于顺铂的各种形式的纳米药物已经得到了广泛的研究。然而，它们的应用总是受到载铂量低的限制，这增加了顺铂的剂量并导致了诸如肾毒性等副作用。金属基纳米粒子（NPs）的出现为解决这一问题提供了新的机会。金属基NPs通过过渡金属离子与化疗药物之间的配位键连接，已成为纳米医学领域的热点。由配位键形成的无载体NPs具有高药物负载能力、方便的药物比例调节和良好的肿瘤微环境响应性。最近，由于其出色的物理化学性质，这种NPs在生物成像、药物递送和表面涂层方面吸引了广泛的关注，为抑制肿瘤生长提供了一种优越的方法。针对顺铂前药与金属多酚NPs的组合研究较少。 体外细胞毒性及其机制 02 受纳米粒子增强摄取可以增强对化疗药物的细胞毒性反应这一想法的启发，研究人员研究了HA@PFG纳米粒子对A2780细胞的抗肿瘤作用。研究显示，顺铂的IC50值为11.56±1.42 µM。PFG纳米粒子的IC50值为5.48±2.81 µM，HA@PFG纳米粒子的IC50值为1.31±0.37 µM。随后的实验证实，在治疗48小时后，PBS组的凋亡细胞比例仅为6.69%，棉酚组为8.50%，顺铂组为13.77%，Pt-COOH组为8.24%。PFG纳米粒子组的凋亡细胞比例达到50.90%。对于HA@PFG纳米粒子，凋亡细胞的比例达到55.38%。进一步的活/死细胞实验也表明，与其他组相比，HA@PFG纳米粒子导致大量红色荧光，表明在此期间死亡细胞数量显著增加。HA@PFG纳米粒子对A2780细胞具有很强的毒性，这与MTT和凋亡结果一致。 受到HA@PFG纳米粒子体外抗肿瘤效果的鼓舞，研究人员进一步探究了其可能的作用机制。图1A展示了HA@PFG纳米粒子协同治疗的细胞毒性机制的示意图。在细胞内摄取后，HA@PFG纳米粒子在酸性条件下会释放出大量的Fe3+、Pt-COOH和游离的棉酚。在Fe3+和Pt-COOH的共同作用下，内源性还原剂GSH被大量消耗，扰乱了氧化还原平衡并诱导铁死亡。如图1B所示，在A2780细胞中观察到了浓度依赖性的GSH水平降低。此外，HA@PFG纳米粒子组的细胞内GSH水平显著低于其他各组，表明纳米粒子具有更强的GSH耗竭能力。相反，细胞内脂质过氧化物（LPO）水平呈现相反的趋势。此外，与其他处理相比，HA@PFG纳米粒子处理的A2780细胞显示出更强的绿色荧光，表明其产生了更多的活性氧。由Fe3+和ROS介导的脂质过氧化导致的GSH耗竭是铁死亡的两个基本特征。这些结果支持铁死亡是HA@PFG纳米粒子对癌细胞毒性的主要机制。 图1：HA@PFG纳米粒子引起的细胞毒性机制 为了进一步探究HA@PFG纳米颗粒的细胞毒性的潜在分子机制，研究人员通过蛋白质免疫印迹实验检测了相关功能蛋白。如图1H、I所示，在Fe3+（PFG纳米颗粒和HA@PFG纳米颗粒）存在下，GPX4表达显著下调，而PBS组表达正常。此外，HA@PFG纳米颗粒处理后，A2780细胞中也观察到了GPX4表达的降低，因为棉酚可作为Bcl-2的抑制剂。A2780细胞暴露于HA@PFG纳米颗粒后，出现了显著升高的与细胞凋亡相关的蛋白质。总之，HA@PFG纳米颗粒通过Fe3+诱导的铁死亡和棉酚抑制Bcl-2来引起细胞凋亡。 研究小结 03 在这项工作中，研究人员利用Fe3+、羟基和多酚之间的配位，开发了稳定的NPs HA@PFG NPs。NPs在生理条件下稳定可靠，对肿瘤部位的pH值敏感。内化后，HA@PFG NPs通过协同化疗和铁死亡发挥其细胞毒性作用。通过RNA-seq进行的全基因组测序显示，参与HIF-1, PI3K-Akt, MAPK和铁死亡通路的基因被HA@PFG NPs显著影响。此外，磁性金属离子(Fe3+)被成功掺杂到纳米粒子中，使HA@PFG纳米粒子具有MRI成像能力。尤其是，由于增强的肿瘤靶向性和血管通透性，HA@PFG NPs在OC PDX模型中表现出强大的肿瘤抑制作用。综上所述，通过一体化诊疗系统实现了肿瘤生长抑制和MRI增强，为HA@PFG NPs的临床转化提供了可能。 【参考资料】 https://onlinelibrary-wiley-com.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1002/advs.202309464 【关于投稿】 转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！ 转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。 热门推荐活动 点击免费报名 🕓 上海｜11月15日-16日 ▶ 2024第一届中国类器官转化医学大会 点击对应文字 查看详情

引言 经过近一个世纪的探索研究，饥饿干预（包括短期饥饿、间歇性饥饿和热量限制）能够延长寿命并增强许多物种的组织再生，已逐渐形成共识【1】。近年来的机制研究逐渐探明了禁食干预通过改善代谢状态、激活自噬、提高DNA修复能力和降低炎症等来促进组织再生，并能够延长寿命【2,3】。然而，禁食效果因个体差异和禁食模式的不同而有所不同，需要更深入和广泛的研究以厘清以禁食为代表的饮食干预对健康和寿命的影响。 成体干细胞在组织再生和肿瘤发生中发挥了重要作用，最近研究发现饥饿干预通过改变成体干细胞活性而增强了组织再生或损伤后的修复，并对肿瘤生长有抑制作用【4,5】。快速更新的哺乳动物肠道上皮能够通过响应饮食诱导的生理信号，而影响肠道干细胞（ISC）活性，进而动态改变肠道组成，这为探究“饮食干预-干细胞活性-肿瘤发生发展”间的复杂关系提供了上佳的研究模型。 在肠上皮动态更新过程中，位于肠道隐窝底部的Lgr5+ ISC起着关键作用，这些细胞受到上皮、基质和免疫细胞环境的支持，并被环境来源的生长因子和发育信号通路（如WNT、NOTCH、BMP和EGF等）等调控，同时对肠道微生物组成和饮食等环境因素敏感【6】。可见，ISC及其微环境整合了多种体内和体外信号以维持肠道适应性。然而，营养或代谢信号是如何协调ISC功能和肠道肿瘤发生的还需要进一步研究。 近日，麻省理工学院（MIT）Omer Yilmaz实验室和德国艾森大学Alpaslan Tasdogan实验室合作在Nature杂志发表了题为Short-term post-fast refeeding enhances intestinal stemness via polyamines的研究文章，发现饥饿后恢复进食会导致ISC中mTORC1的强烈激活，并通过作用于多胺代谢而上调了蛋白质合成，诱导了ISC增殖和肿瘤形成。本研究揭示了饥饿后恢复进食通过调控一个新的“mTORC1–多胺代谢物–蛋白质翻译”轴来增强ISC介导的再生和肿瘤发生的新机制。 作者首先分析了饥饿后恢复进食对小鼠ISC活性的影响，发现饥饿后恢复进食可显著诱导肠隐窝ISC的增殖能力，增强肠道的再生和修复功能。不同饮食处理小鼠体外类器官模型同样发现饥饿后恢复进食1天增强了ISC的干细胞活性（stemness，“干性”），且在3天后恢复到正常水平。此外，使用ISC谱系追踪模型发现，饥饿后恢复进食增强了ISC的输出能力及其在辐射诱导损伤后的修复能力。可见，饥饿后再次进食能够刺激ISC的增殖，并诱导肠道上皮再生。 接下来作者研究了饥饿-恢复进食是如何影响以胰岛素–PI3K和mTORC1为代表的营养感知信号的。结果表明，饥饿后恢复进食会通过激活胰岛素–PI3K–AKT–mTORC1信号通路而诱导ISC的增殖活性。通过使用多种抑制剂和小鼠模型，作者进一步证明了mTORC1在恢复进食状态下促进了ISC的增殖和隐窝类器官的形成。此外，饥饿后恢复进食导致的胰岛素–PI3K–mTORC1信号的增强提升了Lgr5+ ISC在稳态和损伤修复中的活性，表明该信号通路在饥饿后恢复进食相关的干细胞增殖和再生中作用关键。 通过对不同进食状态下Lgr5-eGFP-IRES-CreERT2报告小鼠中FACS分选的ISC及其祖细胞进行10X单细胞RNA测序分析，作者发现恢复进食增强了更原始ISC亚群的干性基因表达，且这些变化依赖于mTORC1的活性。鸟氨酸转氨酶（Oat）编码基因是恢复进食ISC中最显著上调的基因之一，作者发现恢复进食通过激活OAT及其相关代谢途径，促进了肠道中鸟氨酸的产生，进一步增强了ISC的修复能力。此外，饥饿降低了肠道中脯氨酸、谷氨酸和鸟氨酸的水平，而饥饿后恢复进食显著增加这些氨基酸的水平。因此，恢复进食通过mTORC1依赖性的OAT–鸟氨酸轴促进了ISC在损伤后的修复。 鸟氨酸可以有两种下游代谢命运：一是进入尿素循环，二是参与多胺合成。通过分析参与尿素循环和多胺合成代谢通路重要酶类编码基因的表达，以及代谢物水平检测，作者发现鸟氨酸的代谢途径在恢复进食状态下发生了重塑以促进多胺（特别是亚精胺）的合成，而不是参与尿素循环。此外，有证据表明真核翻译起始因子5A（eIF5A）翻译后能够被亚精胺修饰生成去羟赖氨酸化eIF5A。作者发现恢复进食诱导的多胺生成通过eIF5A的去羟赖氨酸化增强了蛋白质的翻译，从而提高了ISC的功能。在多胺合成和mTORC1信号通路的相互作用下，恢复进食不仅促进了蛋白质合成，而且还增强了组织修复和再生的能力。 最近的研究发现饥饿干预会抑制肠道肿瘤的发生，作者利用Apc基因缺失的小鼠肿瘤模型探究了饥饿后恢复进食对肠道肿瘤形成的影响。结果表明，饥饿后的恢复进食状态促进了ISCs的蛋白质合成，并增强了肿瘤的形成。具体来说，饥饿后恢复进食1天的小鼠表现出显著增加的小肠和结肠肿瘤数量，而这种现象在恢复进食3天的小鼠中不再出现。此外，类器官模型和间歇性饥饿-恢复进食周期性实验进一步支持了恢复进食促进Apc缺失型ISCs的致瘤性。另一方面，抑制mTORC1或ODC能够阻断饥饿后恢复进食状态下肿瘤发生，但不会影响正常进食状态下的肿瘤形成，表明mTORC1和多胺代谢在恢复进食所诱导的肿瘤形成中起到了特异性作用。此外，抑制蛋白质合成同样抑制了恢复进食引起的肿瘤形成。因此，饥饿后的恢复进食通过“mTORC1–多胺–蛋白质合成”轴的激活，增强了ISC的增殖与驱动肿瘤形成的潜能。 模式图（Credit: Nature） 综上所述，本研究发现饥饿后恢复进食增强了ISC的干细胞活性，并通过激活PI3K–AKT–mTORC1信号通路诱导了多胺合成与全局性的蛋白质翻译。本研究不仅证明了饥饿后恢复进食能够在营养刺激下诱导ISC的强大再生能力，而且提示了由于饥饿后恢复进食会诱导肿瘤形成，未来研究中饥饿-恢复进食周期需要谨慎设计，以避免在促进ISC介导的组织再生的同时增加癌症风险。 参考文献 1. Cheng, C. W. & Yilmaz Ö, H. 100 Years of exploiting diet and nutrition for tissue regeneration. Cell Stem Cell 28, 370–373 (2021). 2. Longo, V. D. & Mattson, M. P. Fasting: molecular mechanisms and clinical applications. Cell Metab. 19, 181–192 (2014). 3. Mattison, J. A. et al. Caloric restriction improves health and survival of rhesus monkeys. Nat. Commun. 8, 14063 (2017). 4. Mihaylova, M. M. et al. Fasting activates fatty acid oxidation to enhance intestinal stem cell function during homeostasis and aging. Cell Stem Cell 22, 769–778.e4 (2018). 5. Salvadori, G. et al. Fasting-mimicking diet blocks triple-negative breast cancer and cancer stem cell escape. Cell Metab. 33, 2247–2259.e6 (2021). 6. Calibasi-Kocal, G. et al. Nutritional control of intestinal stem cells in homeostasis and tumorigenesis. Trends Endocrinol. Metab. 32, 20–35 (2021). https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1038/s41586-024-07840-z 责编|探索君 排版|探索君 文章来源|“BioArt” End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

●既往接受过大量治疗的PI3Kα突变、HR+/HER2-转移性乳腺癌患者在RP2D（推荐2期剂量）时的中位PFS（无进展生存期）为9.2个月； ●所有患者的ORR为33%，激酶区域突变患者的ORR为53%； ●总体耐受性良好，只有2名患者因不良事件停止治疗，只有1名患者出现3级高血糖症； Jiuzhou News          2024年9月9日，Relay Therapeutics公司公布RLY-2608的积极中期数据，RLY-2608是首个已知在研的，针对全突变的变构PI3Kα选择性抑制剂。数据显示，尽管进行了大量的预处理，但接受600mg BID（每日两次）RLY-2608联合氟维司群治疗PI3Kα突变、HR+/HER2-局部晚期或转移性乳腺癌患者表现出具有临床意义的PFS。 截至2024年8月12日数据截止日，该研究共招募了118名患者，包括剂量递增和剂量扩展部分，其中64名患者为RP2D 600mg BID。在这64名患者中，31名有激酶区域突变，33名有非激酶区域突变。12名患者还存在PTEN或AKT共突变，被排除在疗效分析之外。 所有患者至少接受过一次内分泌治疗和至少接受过一次CDK4/6抑制剂治疗，具体患者基线如下： 在接受RP2D剂量且没有PTEN或AKT共突变的52名患者中： ●所有突变患者（n=52）的mPFS为9.2个月，激酶突变患者（n=29）的mPFS为10.3个月 ●所有患者的临床获益率（CBR）为57%（20/35），CBR定义为至少25周完全缓解（CR）、部分缓解（PR）或病情稳定（SD）的患者比例 ●在30名具有可测量疾病的患者中，客观缓解率（ORR）为33%（n=10） ●在15名具有可测量疾病且发生激酶突变的患者中，ORR为53% ●中位随访时间为7.5个月 安全性方面，在接受RP2D剂量的64名患者中，TRAE（治疗相关不良反应事件）剂量调整率较低，支持95%的中位剂量强度；仅两名患者因TRAE停止治疗（1级瘙痒症；1级恶心、食欲不振）；高血糖大多为1级，仅1例患者出现3级高血糖，无4-5级高血糖；仅25%的患者出现3级TRAE，无4-5级TRAE。 小结 Relay公司坐拥全球顶级的计算化学超级计算机Anton 2，一直以来都备受广大制药界的关注，尤其作为首款在研的变构PI3Kα选择性抑制剂RLY-2608，每次公布最新数据，都引起了剧烈响应。 2023年AACR会议上，Relay公司披露RLY-2608的首次人体数据，在16名可评估患者中，仅有一名出现了PR，并且高剂量联合用药组（400mg BID及以上）未出现PR或CR，一时间人们对这款候选药物失去了念想，公司股价暴跌。 一年半之后，峰回路转，Relay公司带来RLY-2608在RP2D联合用药剂量组更多患者的数据，并且这些数据目前来看，和其他竞品相比，是十分优异的，公司股价暴涨。 新药开发是一个充满随机性的过程，就拿RLY-2608这次获得的33%ORR来讲，有67%的患者没有响应。若一开始进行试验的患者，正是没有响应的患者，而有响应的患者将在后面才会出现，很可能会由于样本量太小，而错过了这款候选药物的后续开发过程。 但话又说回来，ORR与样本量有关，安全性也是如此。和RLY-2608去年披露的23名联合用药组患者的安全性相比，这次有几项AE的发生率明显提升了。如高血糖的任意等级AE从17%上升到46.9%，疲劳的任意等级AE从22%上升到32.8%，腹泻的任意等级AE从9%上升到34.4%。 而且目前随访时间还短，未来mPFS大概率会下降，到时候数据将会是什么样子，或许又将掀起一阵热烈讨论。 ▲临床在研PI3Kα选择性抑制剂竞品图 （capivasertib为AKT抑制剂） ▲临床在研PI3Kα选择性抑制剂结构图 （capivasertib为AKT抑制剂） 参考文献 1.https://www.globenewswire.com/en/news-release/2024/09/09/2942654/0/en/Relay-Therapeutics-Announces-Positive-Interim-Data-for-RLY-2608-Demonstrating-Clinically-Meaningful-Progression-Free-Survival.html 2.Relay公司推介材料 免责申明 本公众号注明原创的内容权利均属九洲药业所有，未经授权，不得擅自使用或许可他人使用。如需获得授权，请和九洲药业提前联系。已获得授权的，应在授权范围内使用，并注明来源且不得再全部或部分转授权他人。 本公众号对转载、分享的内容、陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的合法性、准确性、可靠性或完善性提供任何明示或暗示的保证，该等内容版权归原作者所有，仅供学习参考之用，若对转载、分享的内容有任何权利疑问，烦请联系九洲药业。