膀胱癌(BCa)患者经常对基于铂的疗法产生抗药性,尤其是顺铂。化疗耐药性与糖酵解之间的联系已有充分文献记载。最新研究表明,Rac家族的小GTP酶3(RAC3)可能在顺铂耐药性中起重要作用。本研究探讨了其背后的分子机制。研究从医院收集了临床样本(对顺铂敏感/耐药的膀胱癌组织以及相应的正常组织)。通过逐步增加剂量,成功培育出了顺铂耐药细胞系[从T24细胞系获得的顺铂耐药细胞(T24-DDP)和从5637细胞系获得的顺铂耐药细胞(5637-DDP)]。使用定量PCR、免疫组化和Western blot技术分析了RAC3、Myc结合蛋白2(MYCBP2)、P21活性激酶1(PAK1)、Ki-67以及糖酵解相关标志物。通过共免疫沉淀法检测了RAC3的泛素化情况。细胞活力、凋亡和糖酵解代谢分别通过细胞计数试剂盒-8、端脱氧核苷酸转移酶脱氧尿苷三磷酸/流式细胞术和ATP/乳酸检测方法进行评估。糖酵解通量通过测量细胞外酸化率来确定。此外,还建立了膀胱癌异种移植模型用于体内研究。结果显示,膀胱癌组织中RAC3的表达和糖酵解活性均有所升高,在顺铂耐药肿瘤中这种趋势更为明显。RAC3的过表达促进了顺铂处理的T24和5637细胞的存活、糖酵解、侵袭和迁移能力;相反,RAC3的敲低则产生了相反的效果,并恢复了耐药T24-DDP和5637-DDP细胞的顺铂敏感性。值得注意的是,RAC3敲低的敏感化效果可被PAK1的过表达所逆转。此外,MYCBP2调控了RAC3的稳定性,其过表达增强了RAC3的泛素化,抑制了糖酵解过程,并提高了耐药细胞对顺铂的敏感性。这些效应可被蛋白酶体抑制剂MG132所消除,证实了RAC3的降解依赖于蛋白酶体。MYCBP2对RAC3的泛素化调控了PAK1/丙酮酸脱氢酶E1亚单位α轴的功能,从而调节糖酵解活性,最终决定了膀胱癌对顺铂的敏感性。

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