耐药细胞的药物外排与信号恢复
美国得克萨斯大学西南医学中心(UT Southwestern Medical Center)等机构与法国合作者在 Science Advances 研究了 KRAS-G12C 抑制剂 MRTX849(adagrasib)的耐药。团队以肺癌 Calu1 及胰腺癌 MIA PaCa-2 细胞为主要模型,比较原始细胞与长期给药后形成的耐药细胞。
耐药细胞出现丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号恢复,并上调药物外排转运蛋白 ABCC1。研究先重新分析一项已经发表的全基因组 CRISPR 筛选资料,再以基因降低或提高表达、药物检测和转录分析检验 ABCC1 的作用。
降低 ABCC1 后,耐药细胞对 MRTX849 更敏感;提高 ABCC1 则使原始细胞更耐药。液相色谱—串联质谱显示,耐药细胞内 MRTX849 积累减少,抑制 ABCC1 后积累增加,把外排变化与实际细胞内药物量联系起来。
转录因子 JUN 参与 ABCC1 表达调节。启动子结合及相关基因实验支持 JUN 与 ABCC1 之间的机制联系,JUN 还影响细胞周期蛋白 D1 的表达,为耐药细胞的生长恢复提供另一条解释。
1421 种药物筛选选出 SRC 抑制剂组合
团队用 1421 种 FDA 批准药物组成的药库,在 MIA PaCa-2 及其耐药细胞中筛选与 MRTX849 的组合。初筛药物浓度 10 µM,MRTX849 固定为 1 µM,处理 3 天后用细胞计数试剂盒 8(Cell Counting Kit-8,CCK-8)检测;获得的 63 个药物命中涉及 19 种激酶。
达沙替尼与 palbociclib 都是优先候选,随后按 SynergyFinder 评价组合。达沙替尼与 MRTX849 的协同评分更高,并在细胞活力及克隆形成实验中增强抑制。基于耐药细胞转录差异的药物特征分析,也提出了达沙替尼和 bosutinib。
机制实验进一步指向非受体酪氨酸激酶 SRC。耐药细胞中 SRC 与 RAF1 结合增加,下游信号重新活跃;降低 SRC 表达可降低 JUN、ABCC1 及相关信号,并提高药物敏感性。达沙替尼、bosutinib 及研究用抑制剂 DGY-06-116 用于检验这一方向。
达沙替尼和 bosutinib 具有多靶点作用,DGY-06-116 在该研究中作为相对选择性的 SRC 抑制工具。研究同时结合药物与基因功能实验来判断 SRC 的贡献。
2 个肺腺癌类器官系检验 7 天联合药效
团队在 HCC4300-PDX-ORG 和 HCC4285-PDX-ORG 两个 KRAS-G12C 肺腺癌类器官系中测试药效;两个系均对应未接受治疗的患者。模型在基质中培养,药物结果结合明场成像、蛋白检测和 CCK-8 活力分析。
HCC4300 模型接受 1 µM MRTX849 后,第 1 天细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)磷酸化下降,第 7 天重新升高,同时 SRC 磷酸化及 JUN、ABCC1、细胞周期蛋白 D1 表达增加。短期与较长给药阶段呈现不同的信号状态。
7 天药物测试中,单用 MRTX849 或 SRC 抑制剂对 HCC4300 生长的影响较弱,联合后活力下降更明显。HCC4285 单药有一定抑制,但联用进一步降低活力。HCC4300 的达沙替尼、DGY-06-116 及 bosutinib 组合,零相互作用效力模型(zero interaction potency,ZIP)的协同评分分别约 27.3、24.3 和 20.7。
研究还发现,MRTX849 耐药细胞对吉西他滨更耐药,而降低 ABCC1 或加入达沙替尼可改善相关反应。这部分来自细胞及配套动物实验,用于观察 KRAS 抑制后出现的多药耐药。

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联合药筛与细胞内药量测定追踪 SRC 相关耐药
本研究将联合药库筛选、转运蛋白功能、细胞内药物测量和类器官药效逐步连接,提出 SRC/JUN/ABCC1 参与 MRTX849 诱导的耐药,并将 SRC 联用作为进一步研究方向。
类器官药物验证限于 2 个 KRAS-G12C 类器官系,主要终点为 7 天活力及蛋白变化;患者治疗反应没有在本次研究中与模型进行前瞻性比较。作者同时讨论了肿瘤内多种耐药机制和不同细胞背景下的反应差异。