《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Heparanase blockade sensitizes pancreatic ductal adenocarcinoma cells to chemotherapy and unleashes antitumor immunity
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间质增生（Desmoplasia）是一种致密的纤维化反应，是胰腺导管腺癌（PDAC）的标志，并通过多种机制导致化疗耐药。在此，研究人员评估了肝素酶（HPSE）——一种重塑细胞外基质（ECM）并驱动纤维生成的β-葡糖苷酸内切酶——作为PDAC的潜在靶点。对PDA
间质增生（Desmoplasia）是一种致密的纤维化反应，是胰腺导管腺癌（PDAC）的标志，并通过多种机制导致化疗耐药。在此，研究人员评估了肝素酶（HPSE）——一种重塑细胞外基质（ECM）并驱动纤维生成的β-葡糖苷酸内切酶——作为PDAC的潜在靶点。对PDAC患者组织样本的免疫组化分析显示HPSE表达升高，同时伴有成纤维细胞生长因子1和2（FGF1/2）水平增加，这反映了它们通过HPSE催化的硫酸乙酰肝素裂解而被释放。这三种蛋白的高表达均与较差的总生存期和无病生存期相关。体外共培养实验表明，HPSE抑制剂PI-88在不诱导细胞毒性的情况下，抑制了PDAC细胞诱导的胰腺星状细胞（PSCs）活化，并阻止了ECM硬化。从机制上讲，肿瘤来源的HPSE激活了ERK信号通路，促进了PSCs中FGF1/2的产生，这两者均被PI-88有效抑制。在原位小鼠模型中，吉西他滨（Gemcitabine）治疗上调了HPSE和FGF1/2，而吉西他滨耐药肿瘤则表现出这些因素的进一步增加，伴随着PSCs活化和胶原沉积的增强。重要的是，与所有单药和两联疗法相比，PI-88、吉西他滨和Abraxane的三联疗法显著抑制了肿瘤生长并延长了生存期。免疫谱分析显示，该联合疗法减少了PSCs活化，缩减了M2巨噬细胞和调节性T细胞群体，并扩增了M1巨噬细胞、CD8+T细胞和NK细胞。总之，这些数据强调了HPSE是PDAC纤维化和化疗耐药的关键驱动因素，并支持HPSE抑制作为一种增强治疗效果的有前景的策略。
胰腺导管腺癌（PDAC）以其复杂的肿瘤微环境（TME）著称，其中富含由活化的胰腺星状细胞（PSCs）驱动的致密纤维化间质（间质增生）。这种纤维化屏障不仅是物理障碍，还通过促进免疫抑制和限制药物渗透导致化疗抵抗。尽管针对间质或免疫抑制的单药策略已被广泛探索，但连接细胞外基质（ECM）重塑与生长因子信号传导的适应性机制仍不明确。本研究由Chang-Jung Chen、Hao-Chen Wang、Wen-Yen Huang、Stanley Shi-Chung Chang、Alarng Chang、Chieh-Liang Lin、Chih-Ya Yang及Yan-Shen Shan共同完成，旨在阐明肝素酶（HPSE）在化疗诱导的适应性耐药中的作用，并验证其作为逆转PDAC间质抵抗靶点的潜力。研究结果表明，化疗压力可触发独特的HPSE-FGF信号轴，而联合低剂量化疗与HPSE抑制剂能有效重塑TME，相关成果发表于《Biomedicine》。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：利用来自国立成功大学医院人类生物样本库的182例PDAC患者组织构建组织芯片（TMA）并进行免疫组化（IHC）定量分析；建立三维（3D）器官型共培养体系模拟肿瘤-间质相互作用，并利用原子力显微镜（AFM）测量凝胶刚度；通过酶联免疫吸附试验（ELISA）检测条件培养基中FGF1/2浓度；构建携带荧光素酶的KPPC细胞系并进行同基因原位移植瘤模型，结合IVIS生物发光成像监测体内肿瘤生长及评估生存期；最后通过流式细胞术及IHC对肿瘤浸润免疫细胞进行谱分析。
研究结果
3.1. High HPSE and FGF1/2 expression correlate with poor prognosis and fibrosis in PDAC
通过对临床样本的分析，研究人员发现HPSE、FGF1和FGF2在肿瘤组织中的表达显著高于癌旁正常组织。生存分析显示，这三种分子的高表达与患者更差的无病生存期（DFS）和总生存期（OS）密切相关。这表明HPSE-FGF信号轴与PDAC的恶性进展及不良预后直接相关。
3.2. Gemcitabine increases HPSE and FGF1/2 expression and accelerates fibrosis
在转基因及原位移植瘤模型中，研究人员观察到吉西他滨治疗会上调肿瘤组织中HPSE、FGF1和FGF2的表达。相比之下，源自吉西他滨耐药细胞株（PANC-1 GR, MIA GR）的肿瘤则表现出更高水平的HPSE和α-SMA（平滑肌肌动蛋白，PSCs活化标志物），并伴有显著的胶原沉积。这揭示了化疗药物可能通过诱导HPSE-FGF轴 inadvertently 加剧了促纤维化的TME。
3.3. PI-88 decreases tumor stiffness and FGF1/2 release without affecting cell survival
在PDAC细胞与PSCs的共培养模型中，HPSE抑制剂PI-88在未表现细胞毒性的浓度下，显著逆转了由共培养诱导的凝胶硬化现象。同时，ELISA结果证实PI-88处理组的条件培养基中FGF1和FGF2的分泌量显著降低。这证实了抑制HPSE活性足以在不杀伤细胞的情况下软化基质并阻断生长因子释放。
3.4. PI-88 combined with low-dose chemotherapy slows tumor growth and prolongs survival
体内实验显示，将PI-88与低剂量吉西他滨及Abraxane（白蛋白结合型紫杉醇）联用，相比单药或两联疗法，能更有效地抑制原位肿瘤的生物学发光信号，减小肿瘤重量和体积，并将荷瘤小鼠的生存期显著延长60天。这一数据确立了三联疗法在体内的协同增效作用。
3.5. PI-88 combined with low-dose chemotherapy mitigates fibrosis and immunosuppression
机制深入研究表明，PI-88联合低剂量化疗不仅下调了HPSE、FGF1/2及α-SMA的表达，减少了胶原沉积，还增加了促凋亡蛋白cleaved caspase-3的表达。更为关键的是，免疫谱分析揭示该联合策略降低了M2巨噬细胞（Ym1+）、调节性T细胞（Foxp3+）和中性粒细胞（Ly6G+）的比例，同时增加了具有抗肿瘤活性的M1巨噬细胞（CD86+）、细胞毒性CD8+T细胞、自然杀伤（NK）细胞（CD56+）及B细胞（CD19+）的浸润。
3.6. PI-88 suppresses HPSE-FGF signaling and stromal activation in PDAC-PSC coculture
在分子机制层面，共培养实验证实肿瘤细胞来源的HPSE通过激活PSCs中的ERK磷酸化（P-ERK），诱导FGF1/2的产生及分泌，进而驱动PSCs活化和纤维化标记物（α-SMA, Collagen I）的表达。PI-88的处理则有效切断了这一信号级联，抑制了ERK通路的激活及下游FGFs的合成与释放。
讨论与结论总结
本研究首次揭示了一种化疗暴露后出现的适应性HPSE-FGF信号反应。不同于以往仅关注HPSE促进转移的功能，该研究阐明细胞毒性治疗本身可在肿瘤-间质界面触发HPSE介导的硫酸乙酰肝素裂解，释放基质结合的FGF1和FGF2。这种由化疗诱导的HPSE-FGF激增建立了一种间质反馈机制，强化了PSCs活化和ECM重塑，从而导致治疗抵抗。鉴于PDAC拥有异常密集的间质区室，这种适应性反应尤为显著。
研究进一步证明，药理抑制HPSE不仅能通过减少PSCs活化、ECM硬度和胶原沉积来减轻纤维化重塑，还能通过限制免疫抑制细胞群（M2巨噬细胞、Tregs）并扩增细胞毒性免疫细胞群来重编程免疫微环境。这表明HPSE是连接纤维化与免疫抑制的上游调节器。此外，研究讨论了低剂量化疗相较于高剂量方案在减轻纤维化方面的优势，认为低剂量化疗可作为基质调节剂，与HPSE抑制剂协同作用，打破物理屏障并改善药物渗透。
结论指出，HPSE是PDAC中驱动间质增生和化疗耐药的关键节点。通过阻断HPSE-FGF-ERK信号轴，可以有效中断肿瘤-间质间的促生存通讯，解除TME介导的治疗抵抗。因此，HPSE抑制代表了一种克服PDAC间质耐药性的极具前景的机制性策略，为改善这一致命疾病的治疗预后提供了新的理论依据和转化路径。
