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越来越多的科学证据支持 MAPK4 酶参与癌症生长和对某些疗法的耐药性,由贝勒医学院的一个团队领导的科学家现在报告说,MAPK4 可能在三阴性乳腺癌 (TNBC) 中发挥重要作用。
通过分析公共基因组数据集,研究人员发现 TNBC 的很大一部分表达显着水平的 MAPK4。他们的研究表明,消除 MAPK4 会降低动物模型中的人类 TNBC 细胞生长,并使细胞对阻断 PI3K(一种已知的促进癌症生长的信号通路)的疗法敏感。研究人员表示,他们的发现支持进一步的研究,评估靶向 TNBC 中的 MAPK4 可能提供改进治疗的潜力。
“在这项工作中,我们结合了我实验室的两个长期兴趣:研究 MAPK4 在人类癌症中的作用,以及更好地了解乳腺癌这一全球最常见的癌症,”贝勒大学分子和细胞生物学助理教授、Dan L. Duncan 综合癌症中心成员 Feng Yang 博士说。“这项研究特别关注 TNBC,这是最难治疗的乳腺癌亚型。” Yang是该团队在《Nature Communicat ions》上发表论文的通讯作者,该论文题为“ MAPK4促进三阴性乳腺癌生长并降低肿瘤对PI3K阻断的敏感性”。
作者在论文中指出,大约 15-20% 的乳腺癌 (BCa) 是 TNBC,这是一种治疗选择有限的毁灭性疾病。他们指出,PI3K/PTEN 信号通路的异常在 TNBC 中很常见,但 PI3K 抑制对 TNBC 的治疗影响有限,而且这种缺乏疗效的机制仍然难以捉摸。
在他们报告的研究中,Yang 和同事首先分析了癌症基因组图谱数据集中 817 种人类乳腺癌的基因表达谱,包括多种乳腺癌亚型。他们发现 MAPK4 表达在 30% 或更多的基底样乳腺癌亚型中升高,其中 70-80% 是 TNBC。
此外,该团队还分析了来自贝勒癌症中心的乳腺癌患者异种移植物(PDX)集合中的 MAPK4 表达,其中大部分是 TNBC。PDX 是指一种密切再现人类状况的人类癌症动物模型。在 TNBC PDX 肿瘤的一个大子集中,Yang 和他的同事还发现了 MAPK4 的高表达。他们写道:“总而言之,这些数据支持 MAPK4 在 TNBC/basal-like BCa 的一个大子集中以显着水平表达。”
“我们实验室之前的工作表明,MAPK4 可以在其他癌症类型中发挥促癌作用,例如前列腺癌,”Yang 说。“发现 MAPK4 水平在 TNBC 的一个重要子集中升高,促使我们研究 MAPK4 是否也可能导致 TNBC。”
在七种不同的人类 TNBC 细胞系中,一些表达较高水平的 MAPK4,另一些表达较低水平的 MAPK4,该团队操纵了 MAPK4 基因表达水平。通过击倒或敲除方法消除 MAPK4 后,细胞的生长显着减少,表明 MAPK4 在 TNBC 中发挥作用。研究人员还提高了低表达 TNBC 中 MAPK4 的水平,这促进了细胞生长。总之,这些发现支持了 MAPK4 在 TNBC 生长中的作用。
Yang 和合作者接下来深入研究了 MAPK4 在 TNBC 中的促癌作用背后的机制。“我们 之前发现MAPK4 通过激活细胞中名为 AKT 的促癌信号通路来促进其他癌症类型的生长,”Yang 说。正如作者所说,“我们最近报道,MAPK4 是一种关键的致癌激酶,通过独立于 PI3K/PDK1 的非典型激活 AKT/mTOR 来促进癌症。” 杨继续说道:“在这里我们表明,TNBC 也是如此。”
TNBC 可以通过两种独立的机制激活 AKT:一种由 MAPK4 介导,另一种由另一种称为 PI3K 的酶介导,如前所述。“我们知道 PI3K 通路的改变在 TNBC 中很常见,但 PI3K 抑制剂的治疗效果有限,”Yang 说。“在这里,我们提供了一种机制,可以解释抑制剂缺乏功效。”
研究小组提出,抑制 PI3K 将使细胞有可能通过 MAPK4 激活 AKT,从而继续生长。研究人员证实了这一想法,发现敲除MAPK4会导致细胞对PI3K抑制剂敏感并减少癌症生长,此外,在低表达TNBC中过度表达MAPK4使细胞能够抵抗PI3K抑制剂的作用并继续生长。作者总结道:“我们目前的数据进一步证实了 AKT 激活在介导 MAPK4 活性、促进 TNBC 生长中不可或缺的作用……总之,我们得出结论,高 MAPK4 表达定义了对 MAPK4 阻断有反应的 TNBC 的一个大子集或亚型。在 TNBC 的这个子集/亚型中靶向 MAPK4 既可以抑制生长,又可以使肿瘤对 PI3K 阻断敏感。”
作者建议他们的数据将 MAPK4 定义为“真正的癌基因”,并表明 MAPK4 高子集可能代表对 MAPK4 抑制敏感的 TNBC 的独特亚型。“虽然目前还没有确定特定的 MAPK4 抑制剂,但目前的结果为它们的开发提供了进一步的动力,并为未来的研究提供了进一步的动力,以严格检验它们在治疗 MAPK4 高 TNBC 中的疗效,无论是作为单一疗法还是与化疗或放疗联合治疗。”
“总而言之,我们的研究结果表明基于 MAPK4 表达的 TNBC 存在新的治疗机会,可能包括组合抑制剂来帮助控制癌症生长,”Yang 说。“未来的研究将有助于澄清这个想法。” 正如作者进一步得出的结论,“评估 TNBC 中是否诱导 MAPK4 表达/活性从而获得对 PI3K 抑制的抗性,以及靶向 MAPK4 是否会克服这种获得性抗性也将很有趣。”
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