天津医科大学发文：预防和克服肺癌中耐药的有效策略

9月3日，天津医科大学研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了题为“PIM1 kinase promotes EMT-associated osimertinib resistance via regulating GSK3β signaling pathway in EGFR-mutant non-small cell lung cancer”的研究论文，本研究中，研究人员确定了莫洛尼小鼠白血病病毒1 (PIM1)前病毒整合位点的上调和糖原合成酶激酶3β (GSK3β)的功能失活是EMT相关奥希替尼耐药的驱动因素。PIM1的上调促进了奥希替尼耐药细胞的生长、侵袭和耐药，并与EMT分子表达显著相关。在功能上，PIM1通过磷酸化使GSK3β失活，从而抑制SNAIL家族转录抑制因子1和snail家族转录抑制因子2 的泛素-蛋白酶体降解。SNAIL和SLUG的稳定性和积累促进了EMT，并促进了奥希替尼耐药。此外，PIM1抑制剂治疗可阻止EMT进展，并使奥希替尼耐药的NSCLC细胞对奥希替尼重新增敏。PIM1/GSK3β信号通路在奥希替尼耐药NSCLC的临床样本中被激活，双重阻断表皮生长因子受体(EGFR)/PIM1可协同逆转体内奥希替尼耐药NSCLC。这些数据确定PIM1是EMT相关奥希替尼耐药NSCLC细胞的驱动因素，并预测PIM1抑制剂和奥希替尼联合治疗将为EGFR突变NSCLC患者提供临床获益。

背景知识

约10% ~ 15%的高加索非小细胞肺癌(NSCLC)患者和高达50%的东亚非小细胞肺癌(NSCLC)患者携带表皮生长因子受体(EGFR)激活突变。奥希替尼是第三代不可逆EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKI)，靶向EGFR敏感突变和EGFR T790M突变，是EGFR突变NSCLC的首选治疗。然而，对奥希替尼的耐药不可避免，有必要进一步了解奥希替尼的耐药机制。奥希替尼耐药可分为EGFR依赖机制(如C797X突变)和egfr非依赖机制(如MET和HER2扩增、上皮-间充质转化(EMT)和小细胞肺癌转化)。对奥希替尼的绝大多数耐药是通过EGFR非依赖性机制发生的，目前很少有靶向治疗方案，如EMT。深入了解错误调节EMT的信号通路对于克服奥希替尼耐药至关重要。

EMT是一种生物学过程，它会导致上皮细胞极性丧失和细胞间黏附性降低，从而增加细胞的运动性和侵袭性。常规检测基因或蛋白质表达的变化以确定EMT的存在并不常见，这可能导致对这种耐药机制的低估。EMT与多种抗癌方法的耐药有关，这些方法具有不同的作用机制，如化疗和靶向治疗。高达20%的对EGFR TKIs（包括第三代抑制剂奥希替尼）产生耐药性的患者表现出EMT表型。尽管有了这些发现，仍有约三分之二的患者无法确定奥希替尼耐药的具体机制。在本研究中，研究人员证明，通过莫洛尼小鼠白血病病毒1（PIM1）整合位点的信号传导可以导致NSCLC中一小部分患者对奥希替尼产生耐药性。

抑制PIM1可降低奥希替尼耐药细胞的增殖和迁移能力，逆转药物耐药性

为了研究PIM1在奥希替尼耐药中的作用，研究人员评估了在H1975/OR和PC9/OR细胞中是否可以抑制PIM1基因来恢复对奥希替尼的敏感性。研究人员通过实验提供了证据，证明在奥希替尼耐药细胞系中抑制PIM1确实可以恢复对奥希替尼的敏感性。与对照组相比，PIM1敲低的细胞在暴露于奥希替尼时显示出显著降低的克隆形成和细胞存活率。迁移和伤口愈合实验表明，H1975/OR和PC9/OR细胞的迁移和侵袭能力在PIM1敲低后显著降低。在完成了必要的体外研究后，研究人员调查了PIM1敲低对肿瘤对奥希替尼响应的显著影响是否可以在体内成功复制。为此，研究人员将PC9/OR细胞转染为控制性shRNA（shControl）或shPIM1，然后将其注射到裸鼠皮下以建立肿瘤异种移植物。随后，将小鼠给予生理盐水或奥希替尼（5 mg/kg体重，每日一次，口服灌胃）。与在体外的研究结果一致，研究人员观察到尽管PC9/OR肿瘤对奥希替尼有耐药力，但PIM1的抑制显著增强了奥希替尼在体内的抑制作用。这表现为肿瘤体积和重量的显著减少。在测试条件下，未观察到奥希替尼治疗组和对照组小鼠体重有显著差异。此外，免疫组织化学分析显示，shPIM1组中波形染色强度明显降低。这些发现表明，PIM1在介导奥希替尼耐药方面发挥着关键作用，其基因抑制可能为克服这种耐药提供一种潜在的治疗策略。

PIM1抑制足以克服奥希替尼耐药性

双重EGFR/PIM1阻断在体内逆转奥希替尼耐药性

研究人员建立了肿瘤异种移植物和肺转移模型，以评估SGI-1776和奥希替尼对奥希替尼耐药肿瘤生长和转移的影响。研究人员将裸鼠随机分为四组，每组在肿瘤形成后接受特定治疗：单独使用奥希替尼（5 mg/kg体重，每日一次，口服灌胃）、单独使用SGI-1776（5 mg/kg体重，每两天一次，腹腔注射）、两种药物的联合治疗或对照治疗。单独使用奥希替尼或SGI-1776时，与对照组相比，肿瘤生长和转移略有下降。然而，奥希替尼和SGI-1776的联合应用显著且显著地抑制了肿瘤生长和转移。研究人员通过监测各组小鼠的体重，评估奥希替尼和SGI-1776联合疗法的潜在毒性。在治疗期间，小鼠的体重相对稳定，这表明联合治疗没有明显的毒性。此外，免疫组织化学分析显示，在给予奥希替尼联合SGI-1776治疗后，波形蛋白和p-GSK3β(Ser9)的水平显著降低。这些发现进一步支持了以下观点：抑制PIM1可能是克服奥希替尼耐药性NSCLC的一种潜在策略。

研究小结

总之，这项研究揭示了PIM1调控上皮间质转化的新机制，阐明了PIM1/GSK3β/SNAIL和SLUG轴在具有获得性奥希替尼耐药性的EGFR突变非小细胞肺癌患者中发挥关键作用。基于这一惊人的发现，研究人员将PIM1确定为与上皮间质转化相关的奥希替尼耐药性NSCLC细胞的驱动因子，并预测双重EGFR/PIM1阻断是预防和克服与上皮间质转化相关的奥希替尼耐药性的有效策略。