更新于：2024-09-19

PRKAA1

更新于：2024-09-19

基本信息

别名

5'-AMP-activated protein kinase catalytic subunit alpha-1、ACACA kinase、Acetyl-CoA carboxylase kinase

+ [10]

简介

Catalytic subunit of AMP-activated protein kinase (AMPK), an energy sensor protein kinase that plays a key role in regulating cellular energy metabolism (PubMed:17307971, PubMed:17712357). In response to reduction of intracellular ATP levels, AMPK activates energy-producing pathways and inhibits energy-consuming processes: inhibits protein, carbohydrate and lipid biosynthesis, as well as cell growth and proliferation (PubMed:17307971, PubMed:17712357). AMPK acts via direct phosphorylation of metabolic enzymes, and by longer-term effects via phosphorylation of transcription regulators (PubMed:17307971, PubMed:17712357). Regulates lipid synthesis by phosphorylating and inactivating lipid metabolic enzymes such as ACACA, ACACB, GYS1, HMGCR and LIPE; regulates fatty acid and cholesterol synthesis by phosphorylating acetyl-CoA carboxylase (ACACA and ACACB) and hormone-sensitive lipase (LIPE) enzymes, respectively (By similarity). Promotes lipolysis of lipid droplets by mediating phosphorylation of isoform 1 of CHKA (CHKalpha2) (PubMed:34077757). Regulates insulin-signaling and glycolysis by phosphorylating IRS1, PFKFB2 and PFKFB3 (By similarity). AMPK stimulates glucose uptake in muscle by increasing the translocation of the glucose transporter SLC2A4/GLUT4 to the plasma membrane, possibly by mediating phosphorylation of TBC1D4/AS160 (By similarity). Regulates transcription and chromatin structure by phosphorylating transcription regulators involved in energy metabolism such as CRTC2/TORC2, FOXO3, histone H2B, HDAC5, MEF2C, MLXIPL/ChREBP, EP300, HNF4A, p53/TP53, SREBF1, SREBF2 and PPARGC1A (PubMed:11554766, PubMed:11518699, PubMed:15866171, PubMed:17711846, PubMed:18184930). Acts as a key regulator of glucose homeostasis in liver by phosphorylating CRTC2/TORC2, leading to CRTC2/TORC2 sequestration in the cytoplasm (By similarity). In response to stress, phosphorylates 'Ser-36' of histone H2B (H2BS36ph), leading to promote transcription (By similarity). Acts as a key regulator of cell growth and proliferation by phosphorylating TSC2, RPTOR and ATG1/ULK1: in response to nutrient limitation, negatively regulates the mTORC1 complex by phosphorylating RPTOR component of the mTORC1 complex and by phosphorylating and activating TSC2 (PubMed:14651849, PubMed:18439900, PubMed:20160076, PubMed:21205641). In response to nutrient limitation, promotes autophagy by phosphorylating and activating ATG1/ULK1 (PubMed:21205641). In that process also activates WDR45/WIPI4 (PubMed:28561066). Phosphorylates CASP6, thereby preventing its autoprocessing and subsequent activation (PubMed:32029622). In response to nutrient limitation, phosphorylates transcription factor FOXO3 promoting FOXO3 mitochondrial import (By similarity). Also acts as a regulator of cellular polarity by remodeling the actin cytoskeleton; probably by indirectly activating myosin (PubMed:17486097). AMPK also acts as a regulator of circadian rhythm by mediating phosphorylation of CRY1, leading to destabilize it (By similarity). May regulate the Wnt signaling pathway by phosphorylating CTNNB1, leading to stabilize it (By similarity). Also has tau-protein kinase activity: in response to amyloid beta A4 protein (APP) exposure, activated by CAMKK2, leading to phosphorylation of MAPT/TAU; however the relevance of such data remains unclear in vivo (By similarity). Also phosphorylates CFTR, EEF2K, KLC1, NOS3 and SLC12A1 (PubMed:20074060, PubMed:12519745).

关联

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2024-08-01·Behavioural Brain Research

miR-181a expressed in the dorsal hippocampus regulates the reinstatement of cocaine CPP by targeting PRKAA1

Article

作者: Li, Nan ; Li, Wan ; Wang, Xin ; Hu, Yan ; Hou, Yueru ; Zhu, Jun ; Wang, Xuelian ; Li, Fei ; Ge, Shun-Nan

Neuroadaptive changes in the hippocampus underlie addictive-like behaviors in humans or animals chronically exposed to cocaine. miR-181a, which is widely expressed in the hippocampus, acts as a regulator for synaptic plasticity, while its role in drug reinstatement is unclear. In this study, we found that miR-181a regulates the reinstatement of cocaine conditioned place preference(CPP), and altered miR-181a expression changes the complexity of hippocampal neurons and the density and morphology of dendritic spines. By using a luciferase gene reporter, we found that miR-181a targets PRKAA1, an upstream molecule in the mTOR pathway. High miR-181a expression reduced the expression of the PRKAA1 mRNA and promoted mTOR activity and the reinstatement of cocaine CPP. These results indicate that miR-181a is involved in neuronal structural plasticity induced by reinstatement of cocaine CPP, possibly through the activation of the mTOR signaling pathway. This study provides new microRNA targets and a theoretical foundation for the prevention of cocaine-induced reinstatement.

2024-08-01·Inflammation

AMPK/MTOR/TP53 Signaling Pathway Regulation by Calcitonin Gene-Related Peptide Reduces Oxygen-Induced Lung Damage in Neonatal Rats through Autophagy Promotion

Article

作者: Tang, Zanmei ; Zou, Zhengzhuang ; Deng, Jian ; Wang, Shaohua

Our previous studies indicated that calcitonin gene-related peptide (CGRP) alleviates hyperoxia-induced lung injury and suggested the possible involvement of autophagy in this process. Herein, we aimed to further explore the potential involvement of tumor protein p53 (TP53) and autophagy in the mode of action of CGRP against hyperoxia-induced lung injury in vitro and in vivo. The study conducted tests on type II alveolar epithelial cells (AECII) and rats that were subjected to hyperoxia treatment or combined treatment of hyperoxia with CGRP, CGRP inhibitor, rapamycin (an autophagy agonist), 3-methyladenine (3-MA, an autophagy inhibitor), TP53 silencing/inhibitor (pifithrin-α), or expression vector/activator (PRIMA-1 (2,2-bis(hydroxymethyl)-3-quinuclidinone)) and their corresponding controls. We found that oxidative stress, apoptosis, and autophagy were all increased by hyperoxia treatment in vitro. However, treating AECII cells with CGRP reversed hyperoxia-induced oxidative stress and apoptosis but further promoted autophagy. In addition, the combined treatment with rapamycin or TP53 silencing with CGRP promoted the effect of CGRP, while contrary results were obtained with combined therapy with 3-MA or TP53 overexpression. In vivo, the number of hyperoxia-induced autophagosomes was promoted in the lung tissue of neonatal rats. Furthermore, hyperoxia increased the expression levels of AMP-activated protein kinase (AMPK) alpha 1 (also known as protein kinase AMP-activated catalytic subunit alpha 1 (PRKAA1)) but inhibited TP53 and mechanistic target of rapamycin (MTOR); these expression trends were regulated by CGRP treatment. In conclusion, we showed that CGRP can attenuate hyperoxia-induced lung injury in neonatal rats by enhancing autophagy and regulating the TP53/AMPK/MTOR crosstalk axis.

2024-07-01·Experimental Eye Research

Adaptor protein 14-3-3zeta promotes corneal wound healing via regulating cell homeostasis, a potential novel therapy for corneal injury

Article

作者: Wang, An ; Chen, Mingxiong ; Sun, Jiaying ; Li, Xiaoqi ; Yu, Hanrui ; Xu, Ning ; Jiang, Yilin ; Huang, Yifei ; Li, Zongyuan ; Wang, Liqiang

Severe corneal injury can lead to blindness even after prompt treatment. 14-3-3zeta, a member of an adaptor protein family, contributes to tissue repair by enhancing cellular viability and inhibiting fibrosis and inflammation in renal disease or arthritis. However, its role in corneal regeneration is less studied. In this study, filter disc of 2-mm diameter soaked in sodium hydroxide with a concentration of 0.5 N was placed at the center of the cornea for 30 s to establish a mouse model of corneal alkali injury. We found that 14-3-3zeta, which is mainly expressed in the epithelial layer, was upregulated following injury. Overexpression of 14-3-3zeta in ocular tissues via adeno-associated virus-mediated subconjunctival delivery promoted corneal wound healing, showing improved corneal structure and transparency. In vitro studies on human corneal epithelial cells showed that 14-3-3zeta was critical for cell proliferation and migration. mRNA-sequencing in conjunction with KEGG analysis and validation experiments revealed that 14-3-3zeta regulated the mRNA levels of ITGB1, PIK3R1, FGF5, PRKAA1 and the phosphorylation level of Akt, suggesting the involvement of the PI3K-Akt pathway in 14-3-3zeta-mediated tissue repair. 14-3-3zeta is a potential novel therapeutic candidate for treating severe corneal injury.

项与 PRKAA1 相关的新闻（医药）

2023-08-16

·生物谷

二甲双胍再“封神”，竟能抗衰老！柳叶刀子刊：超30万人新研究，探明“神药”抗衰的真相

有这样一种“神药”，全世界约有1.5亿人在服用它，具有多种医学功效，但药价并不昂贵——没错，它就是二甲双胍。起初，二甲双胍因其良好的降糖效果，配合降低体重、较好的安全性以及心血管保护等特点，被多个指南推荐为2型糖尿病控制高血糖的基础治疗药物，而为人们熟知。现阶段，二甲双胍堪称治疗2型糖尿病的一线药物，在临床上应用已超过60年，有着“无可撼动”的地位。如果仅凭降糖的功效，二甲双胍还不至于“封神”。随着日渐丰富的临床应用证据，《二甲双胍临床应用专家共识（2023年版）》于今年6月2日重磅发布。其中特别提到了，二甲双胍之所以能被称为“神药”，很大一部分原因是该药还在降糖外的领域“大放异彩”，比如：减重、心血管保护、降血脂、抗肿瘤、改善认知功能等等。今年5月，《自然》子刊Nature Reviews Endocrinology发表重磅综述，全面地总结了二甲双胍在不同疾病领域中的最新发现，其中便提到了很有意思的一点——延长寿命。事实上，针对大量不同物种的研究，小到秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇，大到一些啮齿类动物，结果均显示：二甲双胍能够延长中位和最高寿命，有望成为抗衰老药物。而在人群试验中，研究人员也观察到二甲双胍的使用与不同患者群体的较低死亡风险有关。近日，来自香港大学李嘉诚医学院的研究团队更是进一步发现了“神药”的抗衰老机制——基于UK Biobank的孟德尔随机化研究显示，二甲双胍能靶向GPD1和AMPKγ2（PRKAG2）这两个蛋白质靶点，发挥“促进健康老龄化”的效果。该研究发表在柳叶刀子刊THE LANCET Healthy Longvity杂志上。https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1016/S2666-7568(23)00085-5随着研究的不断深入，人们越来越多地意识到二甲双胍的“封神”之处，但其作用机制尚不明确。在前人的基础上，研究者筛选出了二甲双胍的4个假定蛋白质靶点（AMPK、ETFDH、GPD1和PEN2）以及10个基因，基于此来探索该药物的靶标特异性效应，并找到抗衰老的“重中之重”。本研究中对于衰老的评估，则引入了表型年龄 (PhenoAge) 和白细胞端粒长度两个生物标志物。鉴于白细胞端粒长度与寿命的相关性不如表型年龄强，研究者将表型年龄规定为主要结果，白细胞端粒长度为次要结果。其中，随着实际年龄的增加，表型年龄会随之增加，而白细胞端粒长度则会相反减少。最终分析纳入了UK Biobank中的321,412名参与者，平均年龄为56.9岁。基础情况来看，女性比男性有着更好的健康状况；且女性的表型年龄往往更年轻，白细胞端粒长度也更长。参与者的基础信息结果显示，在研究者筛选出的4个假定靶点的10个蛋白质编码基因中，有7个基因，分别是ETFDH、GPD1、PSENEN、PRKAA1、PRKAG1、PRKAG2和PRKAG3，与糖化血红蛋白（HbA1c）的组织特异性顺式表达数量性状基因座（eQTL）有关。在这7个基因里，GPD1和PRKAG2中更多的近似共定域，引起了研究者的注意。于是，他们将目光投向了这两个靶点，并尝试通过降低HbA1c来模拟二甲双胍的靶向特异性效应。果不其然，GPD1诱导的HbA1c降低，与更年轻的表型年龄和更长的白细胞端粒长度有关；而与之类似，PRKAG2诱导的HbA1c降低，同样与更年轻的表型年龄有关，但与端粒长度无显著相关性。总结来说，二甲双胍的抗衰老效果可能源自于其血糖特征。这些变体之所以能够影响衰老的生物标志物（包括表型年龄和白细胞端粒长度），主要是通过二甲双胍靶向诱导HbA1c的降低。二甲双胍对表型年龄和白细胞端粒长度的目标特异性影响进一步的横断面分析，也证实了HbA1c与表型年龄的相关性，即表型年龄会随着HbA1c水平的降低而减少，但白细胞端粒长度与之关系不大。同样，在人群倾向评分匹配分析得到的3054对参与者中，二甲双胍的使用与较年轻的表型年龄相关，但与白细胞端粒长度无关。多基因孟德尔随机分析和横截面分析结果研究者分析，AMPKγ2（PRKAG2）的激活或能通过mTOR和ULK1的信号调节自噬，改善细胞应激抵抗，并减少炎症反应，从而有益于健康老龄化。此外，最近的研究提出，二甲双胍的一大作用机制为：抑制线粒体GPD活性，从而增加胞质氧化还原状态，抑制糖异生。GPD1是人类GPD的三种同工酶之一，因此会在长寿个体内高度表达；与之相反，GPD1的缺失则会导致寿命的缩短。综上所述，二甲双胍靶向GPD1和AMPKγ2（PRKAG2）诱导HbA1c降低，使得参与者有着更为年轻的表型年龄，即二甲双胍的血糖特性使其能够发挥抗衰老的作用。本项研究也是首个“旨在全面探讨二甲双胍对衰老生物标志物的靶点特异性影响”的药物靶点孟德尔随机化研究。二甲双胍是一种价格实惠的药物，具有较高的安全性，长期以来一直被列入WHO的基本药物标准清单之中。但万万没想到，“神药”不愧为“神药”，竟然能通过血糖途径来发挥抗衰老的妙用！即使距二甲双胍首次合成已经过去了101年，但目前科学家仍未能完全阐明二甲双胍发挥治疗作用的各种领域以及潜在机制，也期待二甲双胍能给人类带来更多的惊喜！参考资料：https://www-thelancet-com.libproxy1.nus.edu.sg/journals/lanhl/article/PIIS2666-7568(23)00085-5/fulltext撰文 | Swagpp编辑 | Swagpp来源 | 梅斯医学精彩推荐：1、补觉一时爽，上班用命扛！欧洲营养学杂志：首次发现睡眠不规律与肠道有害菌群有关，疾病风险也增加！2、不信你试试！只需坚持简单的运动就能延缓衰老，保持皮肤年轻态！3、摸鱼有益添新证！新研究发现工作期间听音乐+咖啡或能提升记忆力，让大脑更聪明！4、越吃越开心！分析万人7年健康数据发现：每天摄入30克坚果，可将抑郁风险降低17%！5、2023年曹雪涛院士团队研究新进展！

2023-07-26

·生物谷

柳叶刀子刊：我国学者发现二甲双胍有助于健康衰老

这项研究展示了二甲双胍靶点对于表型年龄和白细胞端粒长度的潜在影响，为抗衰老提供了重要线索，研究结果对于改善人类健康和推动衰老相关疾病的治疗研究具有重要的意义。二甲双胍（Metformin）通过抑制肝脏葡萄糖的产生而具有降低血糖作用，是治疗2型糖尿病的一线药物，也是全球最常用的处方药之一，全世界有上亿人在服用二甲双胍。作为一个老药，人们对于二甲双胍的研究从未停止过，研究热度也是日益高涨，而二甲双胍也总是不断地刷新我们对它的认知，并持续给人们带来一个又一个的惊喜。近年来，许多研究显示，二甲双胍除了具有降血糖作用外，还有促进健康衰老的功效。但到目前为止，二甲双胍究竟是如何促进健康衰老的，还不十分清楚。近日，中国香港大学李嘉诚医学院、上海交通大学医学院附属瑞金医院的研究人员在《柳叶刀》子刊 The Lancet Healthy Longevity 上发表了一篇题为：Effects of putative metformin targets on phenotypic age and leukocyte telomere length：a mendelian randomisation study using data from the UK Biobank 的研究论文。该研究显示，二甲双胍通过其靶点GPD1诱导的糖化血红蛋白降低，与较年轻的表观年龄和较长的白细胞端粒相关，而AMPK仅与较年轻的表观年龄相关，效果可能部分归因于二甲双胍的血糖特性，提供了二甲双胍抗衰老的基因证据。表观年龄（PhenoAge），反映的是一个个体的生物学年龄，而不是实际年龄，与其实际年龄不一定完全一致。端粒，是DNA的非编码重复序列，位于染色体末端，发挥如“安全帽”般的保护作用，防止基因组的损坏。端粒长度被认为是生物衰老的一个指标，每次细胞复制都会丢失50-100个DNA碱基。一旦端粒变得太短，细胞就不能再分裂，甚至可能死亡。在该研究中，研究人员分析了英国生物样本库（UK Biobank）中的321412名参与者，平均年龄为57岁，男性占46%，他们有有效的基因组和表型数据，研究通过孟德尔随机化，评估了二甲双胍通过其作用靶点对表观年龄和白细胞端粒长度的影响。首先，研究人员通过检索文献确定了二甲双胍的四个潜在靶标，包括AMPK、ETFDH、GPD1和PEN2，及其相应的10个编码基因，其中7个，ETFDH、GPD1、PSENEN、PRKAA1、PRKAG1、PRKAG2和PRKAG3具有组织特异性相关的证据。研究团队还使用多基因孟德尔随机化设计进一步探讨了糖化血红蛋白对结果的影响，并使用横断面观察设计评估了二甲双胍使用与这些结果的关联。研究发现，二甲双胍通过其靶点GPD1诱导的糖化血红蛋白降低，与较年轻的表观年龄和较长的白细胞端粒相关。此外，通过AMPKγ2诱导的糖化血红蛋白降低也与较年轻的表观年龄有关，但与白细胞端粒长度无关。二甲双胍对表观年龄和端粒长度的影响进一步研究显示，这些变化主要通过糖化血红蛋白降低，来影响衰老的生物标志物，表明二甲双胍的抗衰老效果可能部分归因于二甲双胍的血糖特性。 HbA1c降低对表型年龄和端粒长度的影响最后，研究团队在患有2型糖尿病的参与者中，进一步验证了二甲双胍对衰老标志物的影响。共纳入21056名2型糖尿病患者，其中14.6%（3075人）的参与者服用二甲双胍，通过1:1匹配了3054名对参与者，研究发现，二甲双胍的使用与较年轻的表观年龄相关，但与白细胞端粒长度无关。研究团队表示，越来越多的证据表明，二甲双胍也可能通过血糖途径发挥作用，有必要使用大数据方法和不同组学更好地了解二甲双胍的作用机制，并改善对其重新定位潜力的评估。该研究是第一个药物靶点孟德尔随机化研究，为二甲双胍抗衰老提供了基因证据，二甲双胍靶点GPD1和AMPKγ2与较年轻的表观年龄相关，部分原因可能是糖化血红蛋白降低，这表明二甲双胍的血糖特性可能是其机制途径之一。总的来说，这项研究展示了二甲双胍靶点对于表型年龄和白细胞端粒长度的潜在影响，为抗衰老提供了重要线索，研究结果对于改善人类健康和推动衰老相关疾病的治疗研究具有重要的意义。

2023-06-21

·生物谷

《自然·癌症》：发现了能重塑“癌王”肿瘤微环境的联合疗法

Dieter Saur团队的研究，通过单细胞RNA测序、CRISPR筛选和免疫表型分析等方法，发现曲美替尼和尼达尼布联合疗法能够重塑间充质PDAC的肿瘤微环境，促进细胞毒性T细胞和效应T细胞在肿瘤内的胰腺导管腺癌（PDAC）是个疯狂的“杀手”，PDAC患者的10年生存率约为1%[1]。近20年来，靶向治疗和免疫治疗不断取得进步，改写了很多癌症的治疗范式；遗憾的是，经典腺体亚型对目前的临床治疗方案有一定的响应[2,3]，而基底样间充质亚型的PDAC对标准化疗和免疫治疗几乎没有反应。 PDAC之所如此难治，背后也是有一定的原因的。有研究发现PDAC的肿瘤突变负荷较低，产生的具有免疫原性的新抗原较少，这就使得T细胞难以识别癌细胞；此外，PDAC肿瘤微环境（TME）是免疫抑制性的，使得肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）难以被募集到肿瘤部位[4]。好消息是，最近有研究报道了少量以高水平T细胞浸润为特征的PDAC病例，而且这种特征与患者的总生存期延长有关[5-7]。综合以上研究成果不难发现，将能改善肿瘤微环境的疗法与免疫治疗联合使用，或许是治疗PDAC的有效方式。近期，来自德国海德堡德国癌症研究中心和德国癌症协会转化癌症研究分部的Dieter Saur研究团队，在Nature Cancer杂志上发表了重要研究成果[8]。他们通过系统的高通量筛选发现，MEK抑制剂曲美替尼（trametinib）联合多激酶抑制剂尼达尼布（nintedanib），能够导致癌细胞周期停滞和癌细胞的死亡，还能促进细胞毒性和效应性T细胞的肿瘤内浸润。也就是说，二者联合不仅能杀死癌细胞，还能重编程肿瘤微环境。更重要的是，曲美替尼+尼达尼布还能让难治的间质性PDAC对PD-L1抑制剂敏感。总的来说，这个研究为难治性间质性PDAC开辟了新的治疗途径。众所周知，超过90%的PDAC患者的KRAS发生激活突变。虽然靶向KRAS突变的药物已经用于其他癌症的治疗，但是到目前为止，这些药物还不能有效治疗KRAS突变的PDAC。看来突破口可能得从KRAS促癌通路的下游找。在致癌性KRAS的下游，RAF-MEK-ERK途径在肿瘤的发生中起着核心作用。MEK抑制剂（MEKi）在RAS突变的黑色素瘤和肺癌中已经展现了较好的抗癌效果，遗憾的是，在PDAC患者中，MEKi却失败了。 Saur团队前期研究发现，致癌性KRAS基因的突变和不断扩增，推动了PDAC的早期发生和转移。同时，他们还发现具有高度侵袭性的间充质PDAC的KRAS突变体表达水平最高[9]。得知KRAS突变体水平对PDAC表型有强烈的影响后，Saur团队有了新灵感。他们想要开发一种既能够阻止KRAS驱动的肿瘤细胞内在信号转导，又能重编程TME的联合疗法，以提高间充质PDAC治疗效果。为了实现上述目标， Saur团队首先系统地探索了抑制典型的KRAS–RAF–MEK–ERK通路与PDAC治疗获益之间的关系。他们使用MEKi（曲美替尼）处理了一组原代患者来源的PDAC细胞和常规人类PDAC（hPDAC）细胞系。出乎意料的是，经典腺体亚型hPDAC对曲美替尼高度敏感（图1b）。由于临床标本中缺乏代表未分化程度最高、侵袭性最强、具有完整间充质形态的hPDAC细胞，研究人员拓展了筛选范围，他们从表达KrasG12D的小鼠胰腺癌中分离出原代PDAC细胞（mPDAC）并重复上述实验。经检测，相比经典腺体亚型的mPDAC，间充质亚型的mPDAC细胞中的KrasG12D表达最高水平（图1c）。与hPDAC一样，主要是经典腺体亚型mPDAC细胞对曲美替尼敏感，而几乎所有间充质亚型PDAC都对曲美替尼有耐药性（图1d）。随后，Saur团队通过体内外实验证明，使用MEKi或基因敲除手段完全持续性破坏经典KRAS下游信号，都不足以抑制间充质亚型PDAC肿瘤增长。图1：a、G1–G2或G3–G4肿瘤分级的手术切除患者的生存率曲线。b、hPDAC 细胞系中 10 nM 曲美替尼的细胞活力百分比。c、经典和间充质PDAC中等位基因特异性KrasG12DmRNA的表达。d、mPDAC细胞在10 nM曲美替尼的细胞存活率。接下来， Saur团队进行了系统的、高通量的组合化合物筛选，以确定与曲美替尼具有协同作用的药物。他们用曲美替尼分别联合418种药物，在代表经典腺体亚型和KRAS突变的间充质亚型的人和小鼠的PDAC中进行筛选。经过大量的细胞实验发现，曲美替尼与尼达尼布（T/N）在人和小鼠间充质亚型的PDAC治疗中具有显著的协同作用。尼达尼布是临床批准的RTK抑制剂，是治疗间充质PDAC的最热门药物之一。为了找到曲美替尼和尼达尼布的直接靶点，研究人员进一步研究了经典腺体亚型及间充质亚型的6种mPDAC，结果发现曲美替尼能选择性抑制MEK1/2，而尼达尼布的作用靶点广泛，主要富集在RTK和细胞表面受体中。随后，为了确定介导T/N应答相关通路，Saur团队分析了磷酸蛋白质组的变化。在间充质亚型的PDAC中，一系列重要的癌症相关通路的活性降低，如调节PI3K/AKT信号的细胞周期调节因子细胞周期蛋白依赖激酶2（CDK2）、细胞周期蛋白D和细胞周期蛋白E、PP2A和IER3、ERBB2、mTOR和KIT下游信号等，以及RAF依赖和非依赖性ERK1/2激活。这些结果表明间充质亚型的PDAC依赖广泛的RTK驱动的信号输入。上述发现提示了需要以多种激酶为靶点，才能在KRAS突变的间充质亚型PDAC中实现有效的治疗！为了进一步破译T/N协同作用的关键基因，Saur团队在三种间充质亚型的小鼠PDAC细胞中使用了全基因组混合筛选，以及基于CRISPR基因编辑技术筛选。发现在前期实验中确定的53个尼达尼布靶点中，15个与曲美替尼有功能相关性。此外，他们还通过CRISPR基因编辑技术，发现多个靶点的组合缺失导致间充质亚型的PDAC对曲美替尼敏感，其中Prkaa1、FGFR1和Map2k5的联合缺失作用最为显著。这再一次证实需要广泛的靶点来有效和全面地治疗KRAS突变的间充质PDAC。令人兴奋的体外实验结果，驱使研究人员构建经典腺体亚型和间充质亚型的小鼠PDAC原位移植模型，以探索体内联合治疗疗效。实验结果发现T/N联合疗法有效抑制间充质亚型的PDAC肿瘤增长，肿瘤体积显著减少约40%，且小鼠存活率延长一倍（图2b-d）。图 2 a Kaplan–Meier曲线比较经典和间充质原位PDAC模型的存活率。b MRI评估1周治疗后经典腺体亚型和间充质型PDAC肿瘤体积变化。c 对照组和T/N治疗组小鼠的代表性MRI。d 经典和间充质原位模型的Kaplan–Meier生存曲线。令人欣喜的是，这是第一种对KRAS突变体基因扩增驱动的间充质PDAC有效的联合疗法！至于背后的机制，Saur团队发现T/N治疗显著增加了T细胞向间充质PDAC的浸润，将“冷肿瘤”PDAC转化为具有免疫响应的“热肿瘤”。同时，他们还发现一个有趣的现象。间充质PDAC的肿瘤切片显示CD8+T细胞浸润增加在血管周围最为明显，他们认为这可能是因为T/N联合治疗重塑了血管导致的。相比之下，经典腺体亚型的PDAC肿瘤却表现出免疫排斥的特征，仅在肿瘤边缘有中度富集的T细胞（图3a-d）。表明T/N联合治疗仅能重编程间充质亚型的PDAC，而对经典亚型的作用并不明显。图 3 a T/N治疗小鼠肿瘤中适应性免疫细胞群的比例。b T/N联合治疗1周的肿瘤CD4+和CD8+T细胞的流式统计分析。c T/N治疗1周的原位移植间充质模型的肿瘤切片的CD3+和CD8+T细胞的IHC染色的代表性图像。d CD3+细胞染色组织切片的代表性图像（绿色）。随后，为了研究T细胞在治疗反应中的作用，Saur团队构建了T细胞缺失的小鼠模型，发现T细胞的缺失减弱了T/N的治疗效果，间充质PDAC小鼠的生存期也降低了，但与对照组相比，还是一定程度的延长了荷瘤小鼠的生存时间（图4）。表明T/N起效并非仅由T细胞介导，可能还与TME重编程和药物对肿瘤细胞直接作用有关。图 4 CD3敲除和C57BL/6WT小鼠原位移植经典(上)和间充质(下)PDAC的Kaplan-Meier存活曲线基于上述重大发现，既然T/N能够促进间充质PDAC癌细胞死亡及重塑其微环境，招募细胞毒T细胞浸润肿瘤部位，那么是否意味着也能使间充质PDAC对ICB治疗敏感？带着上面的问题，Saur团队将T/N联合PD-L1抑制剂在小鼠间充质PDAC模型上进行了验证。实验结果表明，T/N联合PD-L1抑制剂治疗可使肿瘤抑制率高达约80%，并提高间充质PDAC小鼠的存活率，其中位生存期比T/N治疗组延长10.5天，与对照组相比延长30.5天。相比之下，在T/N的基础上联合PD-L1抑制剂对经典腺体亚型PDAC的影响不大。此外，两种亚型对单独使用PD-L1抑制剂均无应答（图5a、c）。图 5 a瀑布图显示治疗1周后，经典腺体亚型和间充质型PDAC对T/N联合PD-L1抑制剂治疗的肿瘤大小变化。c 经典腺体亚型和间充质型PDAC对T/N联合PD-L1抑制剂治疗的Kaplan–Meier生存曲线。最后，为了全面、客观地研究T/N治疗诱导的TME改变，并从机制上破译药物对经典腺体亚型和间质亚型的PDAC肿瘤微环境的作用，Saur团队还对肿瘤组织进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）。他们发现，T/N治疗的间充质PDAC中具有未成熟T细胞基因表达特征的CD4+和CD8+T细胞显著减少，而具有功能性细胞毒性、效应和记忆基因表达特征的成熟T细胞显著增加（图6b-c）。在T/N的基础上加入PD-L1抑制剂后，细胞毒性T细胞和效应T细胞进一步增加，几乎占所有T细胞的75%（图6b）。此外，在间充质PDAC中，T/N组合特异性地诱导CXCL12、CXCL16和TNFSF12的分泌，而CCL2、CSF1和LGALS9的表达下调。图 6 a 左：UMAP图显示了CD3g、CD4和CD8a标记基因在经典性和间充质PDAC中通过scRNA-seq鉴定的整个T细胞群体中的表达。中图：所有治疗组和对照组的经典PDAC的T细胞（黄色）和间质PDAC的T细胞（蓝色）的UMAP图谱。右图：UMAP图显示了scRNA-seq鉴定的6个T细胞亚群。b 按治疗条件和PDAC亚型划分的细胞比例，通过对a中注释的T细胞簇的scRNA-seq分析。c经典和间充质PDAC的选定T细胞簇中选定基因的表达热图。综上所述，T/N治疗能够激活间充质PDAC的TME，从而有利于ICB治疗。总的来说，Dieter Saur团队的研究，通过单细胞RNA测序、CRISPR筛选和免疫表型分析等方法，发现曲美替尼和尼达尼布联合疗法能够重塑间充质PDAC的肿瘤微环境，促进细胞毒性T细胞和效应T细胞在肿瘤内的浸润，从而使间充质PDAC对PD-L1抑制剂敏感。本研究结果为治疗高度侵袭性和难治性KRAS突变的间充质PDAC开辟了新的思路和途径，这种联合疗法或能应用于其他对免疫治疗响应差的难治性肿瘤中。除此之外，还提示我们，在体外筛选到临床实践的药物研发中，应考虑对TME进行重塑以增强抗肿瘤作用。参考文献： [1] Quaresma M, Coleman M P, Rachet B. 40-year trends in an index of survival for all cancers combined and survival adjusted for age and sex for each cancer in England and Wales, 1971-2011: a population-based study[J]. 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