MEK5/ERK5 通路激活 Hedgehog/GLI 信号：黑色素瘤治疗新曙光

为探究 ERK5 对 HH/GLI 信号的调控，研究人员开展相关研究，发现 MEK5 - ERK5 激活 GLI 转录因子，联合靶向或成创新疗法。

　　黑色素瘤，作为皮肤癌中最为致命的类型，一旦发展到晚期，患者的预后情况往往不容乐观，如同被死神紧紧扼住咽喉，生命的希望愈发渺茫。目前，针对黑色素瘤的治疗手段虽然众多，但效果却不尽如人意，其中一个关键原因在于对黑色素瘤细胞生长调控机制的理解还不够深入。在黑色素瘤细胞的生长过程中，存在着多条信号通路的相互作用，它们如同复杂的电路网络，共同影响着癌细胞的增殖、侵袭和转移。其中，Hedgehog - GLI（HH/GLI）信号通路和 Mitogen - activated protein Kinase（MAPK）细胞外信号调节激酶 5（ERK5）通路，就像这个电路网络中的两个重要节点，对黑色素瘤细胞的生长起着至关重要的作用。

此前的研究已经表明，HH/GLI 和 MEK5/ERK5 通路均能促进黑色素瘤的生长，并且 ERK5 的激活对于 HH/GLI 依赖的黑色素瘤细胞增殖不可或缺。然而，ERK5 究竟是如何调控 HH/GLI 信号的，这一关键问题却一直笼罩在迷雾之中，亟待科学家们去揭开它神秘的面纱。为了深入探索这一未知领域，来自意大利佛罗伦萨大学（University of Florence）和癌症研究与预防研究所（Institute for Cancer Research and Prevention，ISPRO）的研究人员 Ignazia Tusa、Sinforosa Gagliardi、Alessio Menconi 等组成了科研团队，开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Cellular Oncology》杂志上，为黑色素瘤的治疗带来了新的希望。

在这项研究中，研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，他们使用了多种细胞系，包括人黑色素瘤细胞系 A375 和 SK - Mel - 5、小鼠 NIH/3T3 成纤维细胞、人 HEK - 293T 和 HeLa 细胞等，通过转染和基因沉默技术，对相关基因进行调控。在检测技术上，运用蛋白质免疫印迹（Western Blot）分析蛋白质水平，实时荧光定量聚合酶链式反应（Q - PCR）检测 mRNA 水平，荧光素酶报告基因实验（Luciferase assay）评估 GLI 转录活性，免疫荧光（Immunofluorescence）观察蛋白定位，3D 球体培养实验（3D spheroid assays）研究细胞在三维环境中的生长情况 。

研究结果主要包括以下几个方面：

1. MEK5/ERK5 通路对 NIH/3T3 细胞中 GLI1 和 GLI2 的调控：研究人员利用慢病毒载体表达靶向小鼠 ERK5 的短发夹 RNA（shRNA），对 NIH/3T3 细胞中的 ERK5 进行沉默处理。结果发现，ERK5 沉默后，无论是在有无 SMO 激动剂 SAG 的情况下，内源性 GLI1 和 GLI2 的蛋白质水平均显著降低。同时，荧光素酶报告基因实验表明，ERK5 沉默还减少了 SAG 诱导的内源性 HH/GLI 通路的转录活性。相反，使用组成型激活的 MEK5（MEK5DD）诱导 ERK5 激活，能够增强 SAG 诱导的内源性 HH/GLI 通路的转录活性，并且增加 GLI1 和 GLI2 的蛋白质水平。这些结果表明，MEK5/ERK5 通路在 NIH/3T3 细胞中对 HH/GLI 信号通路起到正向调节作用。
2. MEK5/ERK5 通路对黑色素瘤细胞中 GLI 活性的调控：在黑色素瘤细胞系 A375 和 SK - Mel - 5 中，研究人员通过慢病毒载体表达靶向人 ERK5 的 shRNA，沉默 ERK5 的表达。Q - PCR 和蛋白质免疫印迹分析显示，ERK5 沉默后，GLI1 和 GLI2 的 mRNA 和蛋白质水平均显著降低，同时 GLI 靶基因 PTCH1 和 HIP1 的表达也明显减少，这表明 ERK5 不仅调节 GLI 蛋白的表达，还影响其转录活性。在 SSM2c 黑色素瘤细胞中，荧光素酶报告基因实验进一步证实，遗传和药物抑制 ERK5 能够降低异位 GLI1 的转录活性，而 MEK5DD 激活 ERK5 则增加 GLI1 的蛋白质水平、核内含量以及内源性 GLI 转录活性。免疫荧光分析发现，MEK5DD 激活 ERK5 可促进 GLI1 的核定位。这些结果表明，MEK5/ERK5 通路在黑色素瘤细胞中同样对 GLI1 和 GLI2 转录因子起到正向调节作用。
3. GLI 和 MEK5 抑制剂联合使用对黑色素瘤细胞生长的影响：研究人员使用 A375 和 SSM2c 黑色素瘤球体进行 3D 体外肿瘤生长模型实验，结果显示，GLI1/2 抑制剂 GANT61 与 MEK5 抑制剂 BIX02189 或 GW284543 联合使用，比单一治疗更能有效抑制球体生长。Bliss 分析表明，在两种细胞系中，联合用药均存在协同效应。

研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了 MEK5/ERK5 通路促进黑色素瘤细胞中 HH/GLI 信号激活的新机制，即 MEK5 - ERK5 是 GLI 转录因子的激活剂。这一发现为理解黑色素瘤细胞生长的调控机制提供了新的视角。同时，联合靶向 MEK5/ERK5 和 HH/GLI 信号通路在抑制黑色素瘤细胞生长方面展现出显著的协同效应，这为黑色素瘤的治疗提供了一种潜在的创新策略，具有重要的临床应用前景。然而，目前对于 MEK5/ERK5 调节 GLI1/2 活性的潜在机制尚未完全阐明，未来还需要进一步深入研究。此外，为了更好地将联合靶向治疗策略应用于临床，还需要寻找能够预测患者对抑制剂治疗反应的生物标志物，以筛选出最有可能从这种联合治疗中获益的患者群体。总之，这项研究为黑色素瘤的治疗开辟了新的方向，虽然前方还有许多未知等待探索，但已经为后续的研究和临床实践奠定了坚实的基础。