DNA-PKcs 增强神经母细胞瘤对治疗的抵抗性并促进其转移复发

《Cancer Letters》：DNA-PKcs Promotes Therapy Resistance and Metastatic Recurrence in Neuroblastoma

高-risk神经母细胞瘤（HR-NB）复发与DNA-PKcs高表达相关，本研究通过比较化疗（多柔比星）与放疗联合DNA-PKcs抑制剂（peposertib）的效果，发现低剂量放疗联合抑制能更有效抑制肿瘤自我更新并减少副作用，同时DNA-PKcs表达与患者预后负相关。

　　

Mahnaz Norouzi|Subin Kim|Beibei Zhu|Chi Wang|Natalie Wu|Katherine Somers|Eddy Shih-Hsin Yang|B. Mark Evers|Eric J. Rellinger|Piotr Rychahou

肯塔基大学马基癌症中心，列克星敦，KY

摘要

目的

高风险神经母细胞瘤是一种严重的临床挑战，其生存率低于50%。疾病复发最常见于远处转移部位，仍然是导致预后不良的主要因素，这突显了需要针对复发驱动因素的疗法。

实验设计

本研究确定DNA-PKcs是影响神经母细胞瘤患者生存率和转移复发的重要因素。我们评估了化疗或放疗与DNA-PKcs抑制联合使用时，哪种治疗方式能更有效地减少转移负担并预防复发。

结果

集落形成实验表明，已建立的神经母细胞瘤细胞系对单用多柔比星具有抗性，需要高剂量多柔比星与DNA-PKcs抑制联合使用才能抑制其进展。相比之下，低剂量放疗与DNA-PKcs抑制联合使用能有效控制细胞系进展。当抑制剂在放疗后4小时内给药时，放疗和DNA-PKcs抑制之间的协同作用最强。长期暴露于多柔比星和peposertib会促进耐药细胞的出现，而长期暴露于放疗与peposertib联合使用则会破坏神经母细胞瘤细胞的自我更新能力，防止长期维持细胞系。在神经母细胞瘤转移灶中，添加DNA-PKcs抑制可以提高疗效，但会引起胃肠道副作用，并且无法彻底清除肿瘤；将其与低剂量分次放疗联合使用则可实现肿瘤完全消退，抑制肿瘤自我更新，并避免全身性不良反应。

结论

我们的发现表明，DNA-PKcs水平升高与患者预后不良相关，并显示低剂量放疗与peposertib联合使用能有效抑制神经母细胞瘤的自我更新，从而表明DNA-PKcs是转移复发的主要中介因子，支持将放疗与DNA-PKcs抑制联合使用作为治疗复发或难治性高风险神经母细胞瘤的有效策略。

部分摘录

引言

神经母细胞瘤（NB）是儿童最常见的颅外实体瘤，每年约有700名儿童患病，占所有儿童癌症死亡的15%。NB是一种异质性疾病，其临床表现、组织学特征和临床进程存在显著差异，从自发转移消退到尽管接受了强化治疗仍出现肿瘤负荷过重的情况都有。近一半的NB患儿被归类为高风险病例。

结果

DNA-PKc在人类神经母细胞瘤组织中高度表达。以往对DNA-PKcs表达的评估主要通过微阵列分析进行mRNA定量。我们首先通过使用商业化的组织微阵列（TMA；NB642c）检测人类神经母细胞瘤中的蛋白质表达，以评估DNA-PKcs作为潜在的治疗靶点。该微阵列包含27名来自与交感神经系统相关解剖部位（包括腹膜后腔）的神经母细胞瘤患者样本。

讨论

神经母细胞瘤是一种发生在幼儿期的发育性肿瘤，临床表现具有显著异质性，从自发消退到快速进展和患者死亡都有。虽然对低风险患者的治疗取得了显著进展，但高风险（HR-NB）患者尽管接受了积极的多模式治疗，预后仍然较差。尽管已经做出了大量努力来开发针对HR-NB患者的靶向疗法，但在转移灶中的疾病仍会持续进展和复发。

材料与方法

细胞培养和药物制备。从ATCC购买了MYCN扩增的人类神经母细胞瘤细胞系（BE(2)-C (CVCL_V006)、IMR-32 (CVCL_0346)、LAN-1 (CVCL_1827) 和 SK-N-DZ (CVCL_1701)）以及MYCN未扩增的细胞（SK-N-AS (CVCL_1700) 和 SK-N-SH (CVCL_0531）。IMR-32和LAN-1细胞在Eagle's Minimal Essential Medium (EMEM)中培养，因为这些细胞在分离时与大量透明纤维母细胞混合，如果使用其他培养基，这些纤维母细胞会在培养物中占主导地位。

CRediT作者贡献声明

Mahnaz Norouzi：撰写初稿、方法学设计、数据分析、概念构思。Subin Kim：研究工作。Natalie Wu：研究工作。Katherine Somers：撰写、审阅与编辑、验证。Beibei Zhu：研究工作。Chi Wang：数据分析。Eric J. Rellinger：撰写初稿、方法学设计、数据分析、概念构思。Piotr Rychahou：撰写初稿、方法学设计、数据分析、概念构思。Eddy Shih-Hsin Yang：撰写、审阅与编辑。

数据可用性

我们使用了R2基因组学分析及可视化平台（https://hgserver1.amc.nl/cgi-bin/r2/main.cgi），该平台包含全面的临床和预后信息，用于分析和可视化来自不同神经母细胞瘤队列（Ambros、Kocak和SEQC）的基因表达数据。Kocak和SEQC的基因表达数据在R2基因组学平台上进行了分析，并生成了Kaplan-Meier生存曲线以比较高和低PRKDC表达水平患者的总体生存情况。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

资助

本研究报告的研究得到了肯塔基儿童癌症研究信托基金（资助编号PON2-728-2400001394）、NIH国家转化科学促进中心（资助编号UL1TR001998）以及马基癌症中心的资助。内容仅代表作者观点，不一定代表肯塔基儿童癌症研究信托基金或相关机构的官方立场。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢马基癌症中心（MCC）研究交流办公室在稿件准备方面的支持。本研究还利用了MCC的流式细胞术和免疫监测共享资源（SR）、生物样本采集和转化病理学共享资源（SR），以及生物统计学和生物信息学共享资源（由美国国家癌症研究所资助P30 CA177558项目支持）。

术语定义

神经母细胞瘤（NB）

一种起源于未成熟神经细胞的儿童癌症，常见于肾上腺及其周围。

MYCN扩增

一种基因改变，表现为MYCN基因存在多个拷贝，与侵袭性神经母细胞瘤相关。

shRNA（短发夹RNA）

一种通过RNA干扰沉默基因表达的合成RNA分子。

PRKDC

编码DNA依赖性蛋白激酶催化亚单位（DNA-PKcs）的基因，对DNA损伤修复至关重要。

SRB检测

一种...