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山东大学齐鲁医院胆道肿瘤研究团队在胆管癌研究方面取得系列进展

时间:2024-04-03 09:47:00 浏览量:

【本站讯】山东大学齐鲁医院张宗利教授研究团队围绕胆管癌精准诊疗方面取得系列进展,2023年至今相关研究成果发表在消化疾病领域期刊Gut(2024 Mar.;5年IF:25.2)、Hepatology(2023 May; 2023 Jul.;5年IF:15.3)。

胆管癌是一种恶性程度极高的肿瘤,且我国是世界上胆管癌发病率最高的国家之一。胆管癌具有早期诊断困难、临床起病隐匿、易早期转移、根治性手术切除率低的特点,预后极差,5年生存率不足10%,且单纯化疗、放疗等传统辅助治疗效果有限。目前胆管癌的靶向治疗药物少,应用时间短,国内首款胆管癌靶向药物培米替尼的治疗优势人群和耐药机制还需进一步研究。基于上述问题,该研究团队进行了深入研究并取得了如下成果:

成果一:从胆汁外泌体中鉴定可用于胆管癌辅助诊断和预后评估的miRNA,并揭示其促进胆管癌干性和进展的机制

胆汁检测在液体活检领域的研究很少,但具有潜在的临床价值。因此,研究胆管癌的胆汁成分及其临床相关性对胆管癌的诊断、预后预测及阐明肿瘤进展机制具有重要意义。细胞外囊泡(EV)包括外泌体、微泡等,可以被包括原核生物和真核生物在内的各种细胞释放。外泌体起源于直径为40 -160 nm的多囊泡体,可以携带包括DNA、RNA、蛋白质和脂质在内的多种成分,这些成分对细胞通讯和物质交换起重要作用。外泌体的异常释放是肿瘤细胞的特征,也是重塑肿瘤微环境和调节转移前生态位的重要途径。

本研究从44例胆总管结石(CBDS)患者、6例胰腺癌(PDAC)患者及121例胆管癌(CCA)患者中分别提取胆汁与血清中的外泌体,研究发现胆管癌患者的胆汁外泌体浓度与非胆管癌胆汁无明显差别。通过分析胆汁外泌体内容物,鉴定出胆管癌胆汁中2种特异上调的miRNA,即miR-182-5p与miR-183-5p。通过生信分析及转录组测序,筛选出miR-182/183-5p的共同靶基因羟基前列腺素脱氢酶(HPGD)。miR-182/183-5p通过抑制HPGD导致其代谢产物前列腺素E2(PGE2)上升,并通过激活PTGER1-Gαq信号通路促进胆管癌的干性、增殖和侵袭。这项研究揭示了胆汁外泌体在胆管癌诊断和治疗中的作用及机制,并探索了胆汁液体活检的临床意义,提示靶向HPGD和PGE2在胆管癌治疗中的潜在价值(图1)。相关研究成果发表于Hepatology(2023 May 5),山东大学齐鲁医院普外科硕士研究生束立莊和博士研究生李兴永为论文的共同第一作者,山东大学齐鲁医院普外科张宗利教授和徐云飞教授为论文的共同通讯作者,山东大学齐鲁医院为论文的第一和通讯作者单位。

图1.胆汁外泌体在胆管癌进展中的作用示意图

成果二:发现酪氨酸磷酸酶PTPN9可以改善胆管癌靶向药物培米替尼的治疗效果

目前,胆管癌的系统治疗方法选择有限,直到2020年,第一款靶向药物培米替尼才被FDA批准。其通过抑制成纤维因子受体2(FGFR2)的磷酸化发挥作用,但FGFR2磷酸化的调控机制不完全清楚,因此培米替尼治疗的优势人群和耐药机制等都需要进一步研究。

FGFR2的去磷酸化受蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)调控,该研究首先通过质谱和磷酸化抗体矩阵等方法筛选了FGFR2相互作用的蛋白,发现PTPN9与FGFR2相互作用并负调控FGFR2pY656/657。在已知的107个人类PTP中,蛋白酪氨酸磷酸酶N9(PTPN9)由催化结构域和sec14p同源结构域组成。sec14p同源结构域使PTPN9能够与膜组分相互作用,如磷酸丝氨酸、磷脂酰胆碱和磷脂酰肌醇,这决定了其亚细胞定位。研究结果发现PTPN9的sec14p结构域通过ACAP1介导与FGFR2相互作用,并确定了参与sec14p-APAC1-FGFR2相互作用的关键氨基酸和基序,包括sec14p的“YRETRRKE”基序、PTPN9的Y471及ACAP1的PH和Arf-GAP结构域。同时,该研究发现FGFR2I654V突变可以减弱PTPN9-FGFR2相互作用,从而降低培米替尼疗效。通过包括人源肿瘤异种移植(PDX)模型在内的一系列体外和体内实验,发现PTPN9通过抑制FGFR2pY656/657协同增强培米替尼的有效性,并抑制胆管癌的增殖、迁移和侵袭。该研究揭示了PTPN9和FGFR2I654V突变在培米替尼治疗的重要意义和相关机制,为胆管癌的精准治疗提供更多依据(图2)。相关成果发表于Hepatology(2023 Jul 27),山东大学齐鲁医院普外科硕士研究生赵黎明、刘家良和普外科医师李康帅为论文的共同第一作者,山东大学齐鲁医院普外科张宗利教授和徐云飞教授为论文的共同通讯作者,山东大学齐鲁医院为论文的第一和通讯作者单位。

图2.PTPN9影响培米替尼作用机制的示意图

成果三:发现肥大细胞通过胆管癌—胆汁相互作用模式促进胆管癌进展的新机制

胆汁沿胆道排泄,但是胆汁成分在胆管癌发生发展中的作用并不清楚。该研究对胆管癌胆汁和良性胆道梗阻的胆汁进行了代谢组学检测,并发现组胺(HA)在胆管癌胆汁中特异性升高。组胺是一种内源性生物胺,参与多种生理功能,特别是局部免疫反应。组胺存在于所有组织中,在皮肤和消化道粘膜中高表达,其中也包括胆道粘膜。组胺主要由组氨酸脱羧酶(HDC)产生,并由组胺N-甲基转移酶(HNMT)或单胺氧化酶B(MAO-B)代谢。

组胺的清除是一个重要的生理过程,因为组胺的积累会导致过敏、炎症或神经活动过度。目前已知有三种特异性转运体负责组胺的细胞内转运,分别为SLC22A2、SLC22A3和SLC29A4。这些转运体的组织特异性尚不清楚。组胺通过与组胺受体HRH1/2/3/4相互作用,并与不同的G蛋白偶联来激活不同的下游信号通路发挥多种生物学功能。在胆管癌中,已有报道发现HRH1和HRH2参与胆管癌发生,而HRH3和HRH4可以抑制胆管癌的进展。可是HA受体在胆管癌进展中的这些相反作用存在争议。

研究发现,肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)分泌的干细胞因子(SCF)能招募肥大细胞,而胆汁中的N,N-二甲基-1,4-苯二胺(DMPD)通过G蛋白偶联受体MRGPRX2-Gαq信号轴可诱导肥大细胞释放HA、PDGF-B及ANGPT1/2,后二者可直接促进胆管癌血管和淋巴管的生成。通过单细胞转录组分析发现,组胺受体HRH1主要在胆管癌细胞中表达,而HRH2在CAFs中表达。组胺一方面通过激活HRH1-Gαq信号促进胆管癌细胞增殖,另一方面通过激活HRH2-Gαs信号促进CAFs分泌肝细胞生长因子(HGF)。以上结果表明,组胺是胆汁驱动的胆管癌进展和胆汁-胆管癌相互作用的关键效应因子。该研究一方面提出了胆汁组胺检测是胆管癌诊断和个体化治疗的新思路,另一方面揭示了胆管癌微环境中肥大细胞与肿瘤细胞之间的相互作用,为胆管癌的治疗提供了新的理论依据(图3)。

上述研究成果发表于Gut(2024 Mar 8),山东大学齐鲁医院普外科博士研究生史安达、山东大学齐鲁医院(青岛)普外科主治医师刘增利及吉林大学第一医院副主任医师樊钟琦为论文的共同第一作者,山东大学齐鲁医院普外科张宗利教授、徐云飞教授及吉林大学第一医院吕国悦教授为论文的共同通讯作者。

图3.肥大细胞通过胆管癌-胆汁相互作用调控胆管癌进展示意图

张宗利教授团队多年来致力于研究胆道肿瘤进展的分子机制和干预策略,以及胆汁成分在胆管癌进展中的作用。近3年发表中科院一区文章10篇,包括Gut, Hepatology, Cell Death Differentiation, Molecular Therapy, Oncogene等,获得山东省重大科技创新工程、国自然面上项目、国自然重点项目子课题等项目资助。

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37140231/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37505213/

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38458750/

【作者:徐云飞 来源:普通外科 责编:尹璐 审核:刘艳】

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