Impact factor: 6.4（2024）

Published online：2024-7-10 

研究背景 

非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer, NSCLC）是全球范围内发病率和死亡率较高的癌症之一，其特征是预后较差，晚期诊断时往往失去手术机会。探索NSCLC的新治疗靶点和深入理解其发病机制对于改善患者预后至关重要。

纤维蛋白原样蛋白1（Fibrinogen-like protein 1, FGL1）是一种在多种肿瘤（包括结直肠癌、肝细胞癌和头颈鳞癌等）中异常表达的蛋白质，在肿瘤进程中的作用[jn1] ，如上皮-间质转化、增殖和药物抗性等方面。Stat3作为一个关键的转录因子，与FGL1的转录调控密切相关。[jn2] 

此外，KDM4A（Lysine-specific demethylase 4A）作为一种组蛋白去甲基化酶，也在肿瘤发展和[jn3] 治疗反应中起着重要作用，但其在NSCLC中的具体作用尚不清楚。

本文揭示了FGL1在NSCLC发展中的作用及其调控机制，特别是KDM4A和Stat3如何通过转录机制影响FGL1的表达，不仅为理解NSCLC的发病机制提供了新的视角，也为开发新的治疗策略和生物标志物提供了重要线索。 

研究结果

1.FGL1表达升高与NSCLC患者的不良预后相关

研究者前期已成功构建曲妥珠单抗敏感（Trastuzumab-sensitive，TS)的EMPD PDX模型。将TS EMPD PDX模型肿瘤组织接种至NOD/SCID小鼠体内，接种后向小鼠腹膜内注射曲妥珠单抗，每周一次，连续2个月，注射剂量依次增加。当肿瘤大小超过1000mm³时进行传代，G2代时获得曲妥珠单抗耐药（Trastuzumab-resistant，TR)的EMPD PDX模型。

作者通过分析TCGA和GEPIA数据库，发现NSCLC中FGL1的表达在肿瘤组织中显著高于正常组织（图A-D）。此外，高FGL1表达与肺癌患者的较差生存率相关（图E-F）。组织微阵列分析也证实了这些发现，显示FGL1在癌症组织中的表达更高，表明FGL1表达增高与NSCLC患者预后不良相关（图G-I）。

2.TR EMPD PDX肿瘤细胞PTEN基因缺失

研究者对TS和TR EMPD PDX 肿瘤细胞（后续简称TS、TR）进行高通量测序，比较了TS和TR肿瘤细胞的癌症相关基因组图谱（图a），结果发现TR肿瘤细胞中PTEN（一种肿瘤抑制基因）和CDH1（E-钙粘蛋白表达基因）基因缺失。

HE结果显示TS和TR 肿瘤组织表现出相似的组织结构（图a,b）。免疫组化（IHC）结果显示TS和TR 肿瘤组织均为HER阳性且E-钙粘蛋白（E-cadherin）表达量较低，但PTEN蛋白仅在TS肿瘤组织中表达（图c~h）。通过蛋白免疫印迹实验，再次证明诱导耐药后的TR肿瘤产生了PTEN基因缺失(图i,j)。

3.PTEN基因缺失影响TR EMPD PDX肿瘤信号通路

研究者处理了5个EMPD肿瘤组织样品（TS及TR1~TR4），通过IHC评估样品中PTEN、蛋白激酶B(Akt)、p-Akt、细胞外信号调节激酶（ERK）、p-ERK、细胞周期依赖性激酶抑制蛋白（p27)（图a）。

TR肿瘤组织中的PTEN表达显著低于TS肿瘤。在正常PTEN条件下，TS肿瘤表现出低p-Akt和p-ERK水平，p27水平较高。相反，TR肿瘤显示出显着高水平p-Akt和低水平p27。

4.PTEN抑制剂部分恢复曲妥珠单抗介导的肿瘤消退

为探究PTEN基因缺失是否介导TS肿瘤细胞获得曲妥珠单抗耐药。研究者使用两种PTEN抑制剂BpV（HOpic）和SF1670处理TS EMPD PDX模型。发现曲妥珠单抗治疗可抑制肿瘤进展，但BpV（HOpic）和SF1670治疗部分恢复了曲妥珠单抗给药介导的肿瘤生长抑制（图A~C）。

5.TR EMPD PDX模型可用于评估药物疗效

为了研究靶向治疗和化疗对 TR EMPD PDX的影响，研究者进行了临床模拟场景的治疗实验。研究者使用了曲妥珠单抗（Trastuzumab，HER2靶向药物）、拉帕替尼（Lapatinib，EGFR和HER2双靶点抑制剂）、阿贝西利(Abemaciclib，CDK4/6抑制剂)和帕博西尼(Palbociclib，CDK4/6抑制剂)药物治疗TR EMPD PDX荷瘤小鼠。

结果显示拉帕替尼、阿贝西利和帕博西尼显著抑制了肿瘤生长，对照组和曲妥珠单抗组之间没有观察到显著差异（图a,b）。

此外，研究者使用艾瑞布林（Eribulin，化疗药物）、多西他赛（Docetaxel，化疗药物）及曲妥珠单抗德鲁替康（T-DXd，抗体-药物偶联物）治疗TR EMPD PDX荷瘤小鼠。结果发现这些药物均可完全根除TR EMPD PDX荷瘤小鼠肿瘤，且14天内没有观察到复发（图c）。

结论

本研究成功建立了一例曲妥珠单抗耐药的 EMPD PDX模型，该模型不仅保留了原始EMPD PDX肿瘤的组织结构特征和HER2表达特征，还表现出PTEN基因的丢失，这可能是导致曲妥珠单抗耐药性的潜在机制。

研究还发现，尽管TR EMPD PDX模型对HER2靶向药曲妥珠单抗表现出耐药性，但其他药物如EGFR和HER2双靶点抑制剂（拉帕替尼)、CDK4/6抑制剂（阿贝西利和帕博西尼）、化疗药物（如艾瑞布林、多西他赛）和抗体-药物偶联物（曲妥珠单抗德鲁替康（T-DXd））仍有良好的治疗反应，为TR EMPD的治疗提供了新的策略和希望。 

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REFERENCE：

Hsu CY, Yanagi T, Maeda T, Nishihara H, Funakoshi T, Miyamoto K, Iwamoto R, Takahashi K, Ujiie H. Establishment of a trastuzumab-resistant extramammary Paget disease model: loss of PTEN as a potential mechanism. Br J Cancer. 2024 Jul 10. doi: 10.1038/s41416-024-02788-3. Epub ahead of print. PMID: 38987365.