胰腺癌是一种高度致命的恶性肿瘤，5年生存率仅为10%。以吉西他滨为基础的化疗方案广泛用于胰腺癌的治疗，然而化疗耐药性的出现成为胰腺癌治疗的主要挑战，并危机胰腺癌患者的长期生存。因此，研究胰腺癌吉西他滨耐药的潜在分子机制，开发潜在治疗靶点和新型治疗策略，对于改善胰腺癌患者的生存预后至关重要。

 

2023年5月，兰州大学第二医院焦作义团队的研究“Targeting UBE2T Potentiates Gemcitabine Efficacy in Pancreatic Cancer by Regulating Pyrimidine Metabolism and Replication Stress”在Gastroenterology（IF：33.88）杂志上正式发表。该研究揭示了UBE2T通过调节RRM1和RRM2介导的嘧啶代谢重塑和复制应激反应是胰腺癌吉西他滨耐药的驱动因素。该研究发现UBE2T抑制剂和吉西他滨联用显著抑制胰腺癌类器官及胰腺癌异种移植模型(PDX)中的肿瘤生长，并显著提高胰腺癌自发瘤小鼠的存活率。该研究通过靶向UBE2T来对抗胰腺癌吉西他滨耐药，为胰腺癌的治疗提供了一种有前景的治疗策略。

 

研究方法和结果

 

1 .UBE2T促进胰腺癌嘧啶代谢重编程并削弱复制应激反应

首先作者基于TCGA数据库中的胰腺癌样本进行KEGG通路富集分析发现UBE2T在胰腺癌中与嘧啶代谢通路显著相关。随后作者利用对照及UBE2T敲除的胰腺癌细胞进行代谢组学及蛋白代谢联合分析发现UBE2T敲除后嘧啶代谢通路显著改变。进一步对嘧啶代谢通路的差异蛋白及代谢物分析发现：核糖核酸还原酶RRM1/RRM2及其调控的代谢物dCDP和dCTP在UBE2T敲除后显著下调，而dCTP又与吉西他滨耐药密切相关。作者推测UBE2T可通过上调嘧啶代谢限速酶RRM1及RRM2促进dCDP和dCTP合成，导致胰腺癌吉西他滨耐药。为验证上述假说，作者分别在对照及UBE2T敲除的胰腺癌细胞中敲减了RRM1及RRM2，并给予吉西他滨治疗，发现UBE2T敲除后复制应激关键标志物pRPA32(S4/S8)及γ-H2AX显著上调，而RRM1或RRM2敲减后UBE2T对复制应激的效应被削减。因此，作者发现UBE2T可通过调控RRM1/2抑制吉西他滨诱导的复制应激反应。

 

图1. UBE2T促进胰腺癌嘧啶代谢重编程并削弱复制应激反应

 

2. UBE2T促进胰腺癌吉西他滨耐药

 

为探究UBE2T对胰腺癌吉西他滨耐药的影响，作者构建了野生型（KPC）及UBE2T条件性敲除（UKPC）的胰腺癌自发成瘤鼠，并给予吉西他滨治疗，发现UBE2T缺失联合吉西他滨治疗可显著延长KPC小鼠的总生存期。

 

图2. UBE2T促进胰腺癌吉西他滨耐药

 

为明确人源水平中UBE2T对胰腺癌吉西他滨耐药的影响，作者构建了人源胰腺癌类器官且发现高表达UBE2T的类器官对吉西他滨具有更高的抵抗性。此外，作者收集了108例术后接受吉西他滨辅助化疗的胰腺癌患者样本，并通过术后影像学随访结果将其分类为耐药型患者及敏感型患者，发现UBE2T在耐药型患者胰腺癌组织中明显高表达，且UBE2T高表达的患者生存结局更差。

 

 

3. UBE2T通过p53泛素化降解减弱了对RRM1/2的转录抑制

 

作者发现在UBE2T敲除的胰腺癌细胞中，RRM1/2启动子区的转录活性显著降低，推测UBE2T可能调控了RRM1/2的转录或转录抑制因子。随后，作者预测了RRM1/2的转录因子，并与UBE2T调控的差异蛋白求取交集，发现GRHL2、RUNX1及p53三个蛋白。经验证发现p53可抑制RRM1/2的转录，且UBE2T对RRM1/2的促进作用依赖于其对p53的下调作用。此外，作者发现敲除UBE2T可调控p53的泛素化。因此，UBE2T通过p53泛素化降解减弱了对RRM1/2的转录抑制。

 

图4.UBE2T通过p53泛素化降解减弱了对RRM1/2的转录抑制

 

 

 

4.UBE2T通过RING1促进p53泛素化降解

 

由于泛素结合酶通常需要泛素连接酶的介导才能实现对底物的泛素化降解，因此，作者通过免疫沉淀结合质谱分析寻找与UBE2T及p53均结合的E3泛素连接酶，发现RING1可同时结合UBE2T及p53，且通过体内外泛素化实验发现UBE2T可通过RIGN1促进p53泛素化降解。

 

图5.UBE2T通过RING1促进p53泛素化降解

 

5.PGG可靶向UBE2T增强吉西他滨治疗胰腺癌的效果

 

作者通过体外泛素化及类器官基因编辑实验发现UBE2T对p53及RRM1及RRM2的调控作用依赖于其泛素化活性位点Cys86。因此，作者通过对UBE2T和17676个小分子进行了虚拟对接，筛选出40个高亲和力的小分子，并通过类器官高通量检测及SPR检测，最后鉴定出了可增效吉西他滨且高度亲和UBE2T的天然化合物1,2,3,4,6-五没食子酰葡萄糖（PGG）。随后，为明确PGG联合吉西他滨治疗胰腺癌的效果，作者于胰腺癌自发成瘤鼠（KPC鼠）、人源化胰腺癌类器官、胰腺癌异种移植模型(PDX)中检测了其治疗效果，发现联合治疗可显著延长KPC鼠的生存时间，且可显著抑制人源胰腺癌类器官及胰腺癌PDX模型中肿瘤的生长。
 

研究总结

在这项研究中，作者将UBE2T确定为赋予胰腺癌吉西他滨耐药性的潜在治疗靶点。该研究结果表明，过度激活的UBE2T/RING1/p53泛素化轴通过促进无限制的嘧啶生物合成和通过RRM1和RRM2的转录激活减轻吉西他滨诱导的复制应激从而减弱吉西他滨的敏感性。UBE2T抑制剂 PGG 联合吉西他滨可显着延长胰腺癌自发瘤小鼠模型的长期生存时间，并抑制胰腺癌类器官和PDX模型中的肿瘤生长。

 

图7.靶向UBE2T克服胰腺癌吉西他滨耐药的示意图

吉凯助力

本文中UBE2T敲除及过表达慢病毒等产品均由吉凯基因提供。

 

作者简介

兰州大学第二医院焦作义教授为本文的通讯作者。