近日，我校附屬第六醫(yī)院吳小劍主任醫(yī)師、王文宇副研究員聯(lián)合新加坡基因組研究院于強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在Nature Communications雜志在線發(fā)表了題為“Stromal induction of BRD4 phosphorylation Results in Chromatin Remodeling and BET inhibitor Resistance in Colorectal Cancer”的研究論文。該研究成果揭示了結(jié)直腸腫瘤微環(huán)境中的炎性因子IL-6/IL-8通過激活下游JAK2激酶，促進(jìn)BRD4酪氨酸97/98位磷酸化，增強(qiáng)結(jié)直腸腫瘤對(duì)BET抑制劑的抵抗以及腫瘤惡性程度的表觀遺傳調(diào)控新機(jī)制，為聯(lián)合靶向腫瘤微環(huán)境IL6/JAK2信號(hào)及BRD4治療CRC的新策略提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)。
附屬第六醫(yī)院王文宇副研究員和新加坡基因組研究院Yen-An Tang博士為論文的共同第一作者；新加坡基因組研究院于強(qiáng)教授，附屬第六醫(yī)院吳小劍主任醫(yī)師和王文宇副研究員為本文共同通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、中山大學(xué)青年教師重點(diǎn)培育計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省科技計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
BET 家族蛋白，特別是 BRD4，作為重要的轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳調(diào)節(jié)因子，與包含結(jié)直腸腫瘤在內(nèi)的多種腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)，已成為科學(xué)家們開發(fā)癌癥創(chuàng)新療法的新興靶點(diǎn)之一。目前已有多個(gè)小分子BET抑制劑（BETi，BET inhibitors）進(jìn)入臨床試驗(yàn)，雖然在血液腫瘤早期臨床實(shí)驗(yàn)中BETi顯示出令人鼓舞的效果，但在實(shí)體腫瘤中療效卻差強(qiáng)人意。
近年來，“腫瘤生態(tài)學(xué)說”逐漸成為科學(xué)家們?cè)噲D攻克癌癥的突破口，腫瘤微環(huán)境和腫瘤細(xì)胞被認(rèn)為是滋生腫瘤的“土壤”和“種子”，腫瘤細(xì)胞和微環(huán)境中其他組分的頻繁互動(dòng)被認(rèn)為是導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展、耐藥的關(guān)鍵因素。
炎癥微環(huán)境是腫瘤的十大特征之一，既往研究表明炎性因子可以通過激活關(guān)鍵促腫瘤信號(hào)通路或抑制抗腫瘤免疫應(yīng)答而促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展，但關(guān)于炎性因子是否能夠通過表觀遺傳調(diào)控(如染色體重塑)的方式參與調(diào)控腫瘤的相關(guān)生物學(xué)行為目前尚缺乏報(bào)道。
團(tuán)隊(duì)人員首先建立了患者來源的腫瘤細(xì)胞（patient-derived cancer cells, PDCs）及腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)共培養(yǎng)模型。進(jìn)一步通過細(xì)胞因子、表觀遺傳因子篩選聯(lián)合質(zhì)譜分析等手段，鑒定出CAFs分泌的細(xì)胞因子IL-6/IL-8通過激活JAK2激酶通路，磷酸化BRD4，促進(jìn)其與去泛素化酶UCHL3結(jié)合從而增強(qiáng)BRD4蛋白穩(wěn)定性。此外，第97位酪氨酸（Y 97）是BRD4 與BET 抑制劑-JQ1 結(jié)合口袋中的關(guān)鍵殘基,BRD4 Y97/98 的磷酸化削弱了 JQ1與BRD4的結(jié)合能力，導(dǎo)致 JQ1治療抗性。更深入的探索發(fā)現(xiàn) BRD4磷酸化還有助于其與 STAT3 的結(jié)合，誘導(dǎo)染色體重塑，協(xié)同促進(jìn)原癌基因增強(qiáng)子活性及相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。抑制 IL-6/IL-8-JAK2 信號(hào)能夠消除 BRD4 磷酸化，增加BETi敏感性。
更重要的是，該團(tuán)隊(duì)利用來自附屬第六醫(yī)院臨床結(jié)直腸腫瘤患者的組織芯片證實(shí)了CAFs-JAK2信號(hào)通路激活與BRD4磷酸化水平呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，并與病人的預(yù)后、腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。同時(shí)，進(jìn)一步研究利用腫瘤異種移植模型評(píng)估了IL-6/IL-8-JAK2-BRD4通路作為結(jié)直腸腫瘤治療靶點(diǎn)的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與單藥相比，IL-6/IL-8通路抗體/抑制劑（Tocilizumab/Reparixin）或JAK2抑制劑Pacritinib與BETi聯(lián)用對(duì)CAFs誘導(dǎo)的BETi抗性具有很好的抑制作用，顯著抑制結(jié)直腸腫瘤生長。
IL-6/8-JAK2-BRD4信號(hào)軸調(diào)控BET抑制劑耐藥的模式示意圖
該研究展示了腫瘤微環(huán)境通過“三管齊下”的方式導(dǎo)致BETi耐藥的新機(jī)制，即增強(qiáng)BRD4蛋白穩(wěn)定性；削弱其與BET抑制劑結(jié)合能力；誘導(dǎo)染色體重塑，促進(jìn)原癌基因增強(qiáng)子活性，最終導(dǎo)致結(jié)直腸腫瘤對(duì)BETi的抵抗及腫瘤惡性程度增加。該發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了腫瘤微環(huán)境中的炎癥信號(hào)通過染色體重塑的方式實(shí)現(xiàn)與腫瘤細(xì)胞的“對(duì)話”，為理解結(jié)直腸腫瘤的進(jìn)展、耐藥提供了新見解。研究提出的聯(lián)合靶向IL-6/IL-8/JAK2 及其活化的 BRD4可成為臨床轉(zhuǎn)化的選擇。評(píng)估 pJAK2、pBRD4 和 UCHL3 在 CRC 中的表達(dá)可能有助于指導(dǎo)患者選擇合適的治療策略，為結(jié)直腸腫瘤患者的治療提供了新方向。
