《Cell Death & Disease》：Berzosertib enhances the sensitivity of pediatric diffuse midline glioma H3K27-altered cells to radiotherapy
编辑推荐：
弥漫性中线胶质瘤H3K27M突变（DMG）是一种致命的儿科脑癌。为寻找新的治疗策略，研究人员通过高通量药物筛选，发现ATR抑制剂Berzosertib是潜在的放射增敏剂，并在多种DMG细胞模型和鸡胚绒毛尿囊膜模型中验证了其可增强临床相关剂量放疗的抗肿瘤效应，为联合治疗提供了临床前证据。
在儿童脑肿瘤的残酷世界里，弥漫性中线胶质瘤H3K27M突变型（Diffuse Midline Glioma H3K27-altered, DMG）是其中最为凶险的成员之一。这种肿瘤通常生长在大脑中那些负责基本生命功能的、手术刀难以触及的“中线”结构深处，使得根治性切除几乎不可能。更糟糕的是，驱动这种肿瘤的H3K27M突变，如同一个邪恶的开关，导致了全局性的组蛋白H3K27三甲基化（H3K27 trimethylation）水平丧失，深刻改变了细胞的表观遗传状态，使其恶性程度倍增。尽管医学不断进步，但DMG患者的预后依然黯淡，长期生存率极低。当前，放射治疗是DMG临床标准治疗方案的核心支柱，能显著改善患者的总体生存期，但遗憾的是，它通常只能暂时遏制肿瘤，无法实现治愈。因此，寻找能够与放疗协同作战、提升放疗疗效的新型治疗策略，成为了打破DMG治疗僵局、为患儿带来新生的迫切任务。近期，一项发表于《Cell Death》的研究，为这个难题提供了一个充满希望的新思路。
为了探寻能增强DMG放疗效果的新方法，研究团队设计并开展了一系列从体外到体内的系统研究。首先，他们利用高通量药物筛选（High-throughput drug screening, HTS）技术，在7株具有代表性的DMG细胞系中，测试了涵盖传统化疗药物及I-IV期临床药物的共687种化合物对放疗反应的影响。此后，他们通过细胞短期增殖实验、长期极限稀释法克隆形成实验、3D肿瘤球体培养以及鸡胚绒毛尿囊膜（Chorioallantoic membrane, CAM）体内成瘤模型，对筛选出的候选药物进行了多层次的验证。
研究结果
- •
高通量筛选鉴定出ATR抑制剂Berzosertib为潜在的放射增敏剂
通过对比DMG细胞在有无药物处理下，接受0或2×4戈瑞（Gy）剂量照射后的反应，研究团队从数百种药物中成功“海选”出了ATR抑制剂Berzosertib。分析表明，该化合物能够显著改变DMG细胞对放射线的敏感性，使其成为一个强有力的放射增敏（radiosensitizer）候选者。
- •
Berzosertib在DMG细胞模型中验证了其放射增敏作用
在三种不同的DMG细胞系中，研究人员利用短期增殖实验验证了Berzosertib联合放疗能更有效地抑制细胞增殖。更为关键的长期克隆形成实验（Limiting dilution assay, LDA）结果则显示，Berzosertib预处理显著降低了DMG细胞的克隆原性生存（clonogenic survival），这意味着该药物不仅杀死细胞，更能削弱肿瘤细胞的长期自我更新和增殖潜力，而这正是放疗后肿瘤复发的重要根源。
- •
Berzosertib在3D模型和体内模型中增强放疗效果
为了模拟更接近体内实体瘤的微环境，研究采用了3D肿瘤球体培养。实验发现，Berzosertib联合放疗能显著延缓DMG肿瘤球体的生长速度。为了进一步在活体环境中验证，研究团队使用了鸡胚绒毛尿囊膜模型。在这个“在卵中”（in ovo）的活体系统中，Berzosertib联合临床相关剂量的放疗，有效抑制了DMG细胞的成瘤能力，为药物在复杂生物系统内的有效性提供了有力证据。
研究结论与意义
本研究通过系统的临床前实验，提供了强有力的证据，表明抑制ATR（Ataxia–telangiectasia and Rad3-related）蛋白激酶的活性，能够显著增强弥漫性中线胶质瘤H3K27M突变型细胞对放射治疗的敏感性。具体而言，ATR抑制剂Berzosertib在多种DMG模型中，均能协同放疗，发挥出抑制细胞增殖、减少克隆形成、延缓三维肿瘤生长以及阻止体内成瘤的增效作用。
这项研究的发现具有重要的科学意义和临床转化潜力。首先，它揭示了一个针对这种致命儿科脑癌的新的治疗脆弱性（therapeutic vulnerability）。ATR是DNA损伤应答通路中的关键蛋白，尤其在应对由放疗等引起的DNA双链断裂修复中扮演核心角色。抑制ATR，相当于干扰了肿瘤细胞修复放疗所致DNA损伤的重要“救援队”，从而使其在放疗攻击下更易死亡。其次，本研究为将ATR抑制剂，特别是Berzosertib，纳入未来DMG的理性联合治疗策略提供了扎实的临床前依据。将这类药物与现有标准放疗方案联合，有望突破当前DMG治疗的疗效瓶颈，为提高这类患儿的生存率和生活质量开辟一条新的探索路径。研究结果鼓励并支持进一步探索ATR抑制剂在改善这种致命疾病放疗疗效中的价值。
