中山大学再发文：发现肿瘤药物治疗新靶点

3月23日，中山大学研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“AURKA emerges as a vulnerable target for KEAP1-deficient non-small cell lung cancer by activation of asparagine synthesis”。本研究中，研究人员证明了AURKA调节氨基酸合成，使其成为KEAP1缺陷非小细胞肺癌(NSCLC)的脆弱靶点。从机制上讲，AURKA与eIF2α激酶GCN2相互作用，并保持其磷酸化，以调节eIF2α-ATF4介导的氨基酸生物合成。AURKA抑制抑制了天冬酰胺合成酶(ASNS)的表达，使得KEAP1-缺陷的NSCLC细胞易受AURKA抑制剂的影响，其中ASNS高表达。本研究揭示了AURKA在氨基酸代谢中的关键作用，并确定了AURKA抑制剂的特定代谢适应症。这些发现还为KEAP1-突变/缺陷NSCLC提供了新的临床治疗靶点，该疾病的特点是对放疗、化疗和靶向治疗具有耐药性。

研究背景

Aurora kinase A (AURKA)是一种重要的有丝分裂激酶，它的激活在多种癌症中发挥重要作用。前期研究发现，AURKA在乳腺癌中的高表达促进了细胞增殖、侵袭、干性及化疗耐药。此外，AURKA在非小细胞肺癌(NSCLC)中也显著上调，并与不良预后相关。抑制AURKA会导致纺锤体形成异常和有丝分裂缺陷，终导致肿瘤细胞死亡。目前已有几种AURKA抑制剂，包括阿立塞替(MLN8237)、达努塞替和ENMD-2076，在多种肿瘤类型中均有一定的抗肿瘤效果。然而，MLN8237在复发性外周T细胞淋巴瘤中的III期临床试验被宣告失败，与对照化疗药物相比未显示出生存优势。因此，AURKA抑制剂的临床应用面临停滞。

研究进展

为了确定AURKA抑制剂的代谢适应性，研究人员使用代谢文库在肺癌和乳腺癌细胞中进行了CRISPR/Cas9筛选。为了验证KEAP1突变或缺陷对AURKA抑制剂的增敏作用，研究人员首先在癌症药物敏感性基因组学数据库GDSC中分析了具有野生型或突变型KEAP1的NSCLC细胞系对AURKA抑制剂的敏感性。随后，研究人员选择了KEAP1野生型NSCLC细胞株H1975、H3122、H1650和KEAP1突变型NSCLC细胞株H2122(F211C)、HCC44(A170-R204del)进行进一步验证，使用CCK8实验检测这些细胞株在不同浓度MLN8237下的细胞活力，也证实了KEAP1突变使NSCLC细胞对MLN8237敏感。此外，研究人员在KEAP1野生型NSCLC细胞株H1975和H3122中敲低KEAP1后进行了克隆形成实验，观察到这两个细胞株对AURKA抑制剂的敏感性显著增强。在MDA-MB-231细胞中也获得了类似的结果。使用H1975野生型和KEAP1-敲低细胞在裸鼠皮下成瘤实验中进一步证实了KEAP1敲低后NSCLC细胞对AURKA抑制剂MLN8237的敏感性显著增强。

为了研究NRF2的激活是否介导了KEAP1的敲低对AURKA抑制剂的增敏作用，我们在KEAP1缺陷细胞中敲低了NRF2。克隆形成结果证实了NRF2的敲低对KEAP1的敲低对AURKA抑制剂的增敏作用的缓解作用。此外，在KEAP1突变细胞系HCC44(KEAP1-F211C)中敲低NRF2显著降低了细胞对AURKA抑制剂的敏感性。总之，KEAP1缺陷增强了NSCLC细胞对AURKA抑制的敏感性，并且这种作用依赖于NRF2通路的激活。

KEAP1缺陷通过NRF2激活使NSCLC细胞对AURKA抑制敏感

研究结论

在本研究中，研究人员采用CRISPR代谢筛选技术，发现了携带代谢相关基因突变的特定肿瘤亚型对AURKA抑制剂MLN8237表现出敏感性。研究结果表明，MLN8237对KEAP1突变或缺陷的肿瘤细胞的生长抑制效果尤为显著。此外，研究人员阐明了AURKA的抑制下调了天冬酰胺的合成，从而增强了KEAP1缺陷的NSCLC对MLN8237的敏感性。因此，本研究揭示了KEAP1突变或缺陷肿瘤的一个有前途的药物靶点，并探索了AURKA抑制剂的新型临床应用。