结直肠腺癌组织的 H&E 染色显微图。
结直肠腺癌组织的 H&E 染色显微图。(Nephron / Wikimedia Commons;CC BY-SA 3.0)

化疗后患者组织仍保留少量癌细胞

中外制药、九州大学及东京大学等团队先检查了 12 例接受术前化疗后手术的结直肠癌组织。这些病例经过选择,保留了纤维化组织内少量残存癌细胞;多数残存细胞的增殖标志 Ki67 为阴性,LGR5 信号较常见,HMGCS2 只在部分病例中出现。

实验主要采用 PLR123 三维培养模型。PLR123 最初来自患者来源移植瘤,现为稳定培养的细胞系;LS174T 细胞系作为另一模型检验。团队用基质胶支持三维结构,研究药物去除后残存细胞如何重新扩增。

去除 SN-38 后,LGR5 阳性比例先升后降

PLR123 培养至第 10 天后接受 300 nM SN-38 处理 3 天。去除药物并重新置于基质中后,残存小结构恢复生长。SN-38 是伊立替康的活性代谢物。

LGR5 阳性细胞比例在处理前为 4.1%,药物处理后为 14.7%,再生长第 2 天升至 58.5%,第 6 天降至 37.5%;Ki67 信号随再生长恢复。再次接受 SN-38 时,再生长模型的药物敏感性与起始模型相近。作者据此提出可逆细胞状态参与存活和再生长。

再生长早期出现蛋白合成和细胞状态变化

单细胞 RNA 分析比较了处理前、药物处理后,以及再生长第 2、4、6 天。不同时间点的增殖和非增殖群体组成变化明显。第 2 天的一个细胞群上调 RPL17、EEF1G 等蛋白合成相关基因;邻近增殖群的非增殖细胞还表达 Wnt 相关基因。

RNA 速度分析推断了细胞状态的转变方向。团队同时发现 HMGCS2 相关代谢群体,但降低 HMGCS2 表达没有抑制再生长,所测线粒体呼吸抑制剂也未诱导细胞死亡。

体外候选药物在小鼠中的效果不同

Wnt 抑制剂 XAV939 在体外限制再生长,却未清除全部残存结构。谷胱甘肽合成抑制剂 BSO 与金诺芬联用也显示体外作用,两者单独处理未达到显著;Harmine 和 RNA 聚合酶 I 抑制剂 BMH21 则降低了所测模型的活性。BMH21 的效果在 LS174T 中得到进一步检验。

体内实验采用细胞系形成的肺内肿瘤结节,先给予伊立替康,再观察停药后的生长。XAV939 和 Harmine 在这一场景未显著抑制再生长;BMH21 的后续或周期联用处理降低了结节面积、大小和 Ki67 阳性细胞数,活化 caspase-3 阳性细胞数未出现相应显著变化。

BMH21 处理期间小鼠体重约下降 10%,随后在停药阶段恢复;终点组织检查未发现作者所述的明显器官病理改变。研究主要涉及 2 个细胞系三维模型及有限体内实验,患者组织提供残存细胞观察,尚未验证这些候选治疗的患者获益。

来源与延伸阅读

  1. Colorectal cancer cell line-derived organoid model with stem cell properties captures the regrowing state of residual cancer cells after neoadjuvant chemotherapy. Cell Death Discovery (2025). ↗