對酪氨酸激酶抑制劑(TKI)的耐藥性削弱了其在肝細胞癌(HCC)中的臨床療效。由相分離(Phase Separation)形成的應激顆粒(Stress Granules)對于應激反應至關(guān)重要,并且可能與治療抵抗有關(guān),但其在肝細胞癌中的機制尚不清楚。
近日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫院(安徽省立醫院)劉連新、王繼洲、宋瑞鵬、張樹(shù)庚、王嘉倍等人在 Nature 子刊 Nature Cancer 上發(fā)表了題為:RIOK1 phase separation restricts PTEN translation via stress granules activating tumor growth in hepatocellular carcinoma 的研究論文,該論文還被選為封面論文。
該研究表明,RIOK1 相分離通過(guò)應激顆粒限制 PTEN 翻譯,促進(jìn)肝細胞癌的腫瘤生長(cháng)。
相分離塑造了肝細胞癌中的應激適應性
在這項新研究中,研究團隊通過(guò)篩選發(fā)現,非典型絲氨酸/蘇氨酸激酶 RIOK1 在肝細胞癌(HCC)中高表達,且與不良預后相關(guān),并且在各種應激壓力條件下由 NRF2 轉錄激活。
研究團隊進(jìn)一步發(fā)現,RIOK1 通過(guò)將 IGF2BP1 和 G3BP1 融入應激顆粒中而發(fā)生液-液相分離(LLPS),這些應激顆粒會(huì )隔離 PTEN mRNA,從而降低其翻譯水平。這一過(guò)程激活戊糖磷酸通路,有助于緩解應激壓力并保護細胞免受酪氨酸激酶抑制劑(TKI)的損害。研究團隊進(jìn)一步證實(shí),小分子西達本胺(Chidamide,一種選擇性組蛋白去乙?;敢种苿┛上抡{ RIOK1 并增強酪氨酸激酶抑制劑(TKI)的療效。研究團隊還在對多納非尼(Donafenib)耐藥的肝細胞癌(HCC)患者腫瘤中發(fā)現了 RIOK1 陽(yáng)性應激顆粒的存在。
1、耐藥機制解析:RIOK1 相分離介導的應激顆粒調控網(wǎng)絡(luò )
應激顆粒形成:在酪氨酸激酶抑制劑(TKI)治療壓力下,HCC 細胞通過(guò) RIOK1 的液-液相分離(LLPS)招募 IGF2BP1(RNA結合蛋白)和 G3BP1(應激顆粒標志蛋白),形成動(dòng)態(tài)應激顆粒。
PTEN mRNA 隔離與翻譯抑制:應激顆粒選擇性包裹 PTEN mRNA(腫瘤抑制因子),阻礙其翻譯為 PTEN 蛋白,導致 PTEN/PI3K/AKT 通路失活。
代謝重編程:PTEN 缺失激活戊糖磷酸途徑(PPP),通過(guò)增加 NADPH 生成和抗氧化能力,幫助癌細胞清除 TKI 誘導的活性氧(ROS),維持癌細胞生存。
2、關(guān)鍵發(fā)現:從分子機制到臨床關(guān)聯(lián)
NRF2-RIOK1 調控軸:氧化應激(例如 TKI 治療)激活 NRF2,轉錄上調 RIOK1 表達,形成正反饋環(huán)路增強癌細胞適應性。
小分子抑制劑干預:選擇性組蛋白去乙?;敢种苿┪鬟_本胺(Chidamide)可下調 RIOK1 表達,破壞應激顆粒穩定性,逆轉 TKI 治療的耐藥性。
臨床驗證:在多納非尼(Donafenib)耐藥的 HCC 患者腫瘤組織中檢測到 RIOK1 陽(yáng)性應激顆粒,且與患者預后不良相關(guān)。
3、研究意義與轉化方向:靶向相分離,破解 TKI 耐藥的新策略
聯(lián)合治療方案:TKI + 西達本胺聯(lián)用,或可協(xié)同增強抗腫瘤效果。
生物標志物開(kāi)發(fā):RIOK1 表達水平或應激顆粒動(dòng)態(tài),可作為預測 TKI 療效的指標,指導個(gè)體化治療。
新靶點(diǎn)探索:靶向 RIOK1 相分離界面或 IGF2BP1-RNA 相互作用的小分子藥物設計,可能特異性阻斷應激顆粒形成。
總的來(lái)說(shuō),該研究揭示了肝細胞癌(HCC)中應激顆粒-代謝重編程-TKI 治療耐藥的因果鏈條,提出通過(guò)抑制 RIOK1 相分離破壞癌細胞的"應激緩沖系統",為改善 TKI 療效提供了新方向。
值得一提的是,Nature Cancer 期刊同期發(fā)表了香港城市大學(xué)尹慧勇教授的題為:Stress granules shape metabolic reprogramming and drug resistance 的新聞與觀(guān)點(diǎn)文章。
文章指出,癌細胞會(huì )形成應激顆粒,從而能夠適應應激壓力并存活下來(lái)。劉連新等人的這項最新研究表明,在藥物治療后,肝細胞癌(HCC)細胞會(huì )通過(guò) RIOK1 激酶介導的相分離,促進(jìn) PTEN mRNA 被隔離到應激顆粒中,這會(huì )激活戊糖磷酸通路,有利于癌細胞存活,揭示了應激顆粒影響代謝重編程和癌癥耐藥性。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s43018-025-00984-5
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