化疗耐药难题的新突破：βTrCP1 在清除衰老细胞中的关键作用

Overexpression of βTrCP1 elicits cell death in cisplatin-induced senescent cells

　　

在癌症治疗的战场上，化疗是常用且重要的手段之一。然而，化疗过程中却出现了一个棘手的问题：一些肿瘤细胞在化疗药物的攻击下，并没有被彻底消灭，而是进入了一种特殊的状态 —— 细胞衰老（cellular senescence）。这一状态原本被认为能阻止肿瘤细胞的增殖，对患者有益。但事实却并非如此，这些衰老的肿瘤细胞就像隐藏在身体里的 “定时炸弹”，在特定条件下，它们可能会再次增殖，继续危害健康。而且，它们还会分泌一些生物活性分子，刺激周围细胞的增殖、帮助癌细胞逃避凋亡，甚至增强癌细胞的侵袭能力，让癌症治疗变得更加困难。这就好比在清理敌人时，虽然部分敌人暂时失去了战斗力，但却在暗中积蓄力量，随时准备反扑，给治疗带来了极大的阻碍。为了找到更好的解决办法，来自西班牙塞维利亚大学（Universidad de Sevilla）和塞维利亚生物医学研究所（Instituto de Biomedicina de Sevilla，IBiS）的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：一是通过病毒转导技术将携带 βTrCP1 基因的质粒导入细胞，实现 βTrCP1 的过表达；二是运用蛋白质免疫印迹（Western blot）技术，检测相关蛋白的表达水平；三是利用流式细胞术（flow cytometry）分析细胞周期和细胞凋亡情况；四是借助免疫共沉淀（co - immunoprecipitation）实验，探究蛋白质之间的相互作用。

下面让我们来看看具体的研究结果：

1. βTrCP1 过表达降低过氧化氢处理细胞的增殖速率：研究人员将 HA-βTrCP1 克隆到慢病毒载体中，并感染多种细胞系。结果发现，在正常培养条件下，βTrCP1 过表达对细胞增殖没有显著影响。但当细胞受到过氧化氢诱导的氧化应激，进入衰老状态时，βTrCP1 过表达细胞的增殖速率明显下降。这表明 βTrCP1 过表达在细胞面临氧化应激诱导的衰老时，会对细胞增殖产生抑制作用。

2. 衰老诱导剂顺铂处理促进 βTrCP1 过表达细胞死亡：顺铂是一种广泛用于治疗实体肿瘤的化疗药物，但它可能导致肿瘤细胞进入衰老状态。研究人员用不同浓度的顺铂处理细胞，确定了能诱导细胞衰老的最佳浓度。实验结果显示，在顺铂诱导衰老的情况下，βTrCP1 过表达的细胞数量明显减少，出现了细胞死亡的现象。在三维细胞培养中，过表达 βTrCP1 的细胞形成的肿瘤球在顺铂处理后几乎消失，而正常细胞形成的肿瘤球则变化不大。这说明 βTrCP1 过表达能引发顺铂诱导的衰老细胞死亡，且在更接近自然环境的三维培养体系中同样有效。

3. βTrCP1 过表达细胞在顺铂诱导衰老后 p21^CIP1水平降低：在 p16^INK4A缺陷的细胞中，DNA 损伤诱导的衰老依赖于 p21^CIP1。研究人员分析了顺铂处理后细胞中 p21^CIP1的水平，发现正常 U2OS 细胞中 p21^CIP1在处理后被诱导并保持稳定，而 βTrCP1 过表达的 U2OS 细胞中，p21^CIP1水平不仅没有达到正常细胞的水平，还从处理第四天开始逐渐下降。这表明 βTrCP1 过表达会导致顺铂诱导衰老的细胞中 p21^CIP1水平降低。

4. βTrCP1 诱导顺铂诱导衰老细胞中 p21^CIP1的蛋白酶体依赖性降解：研究人员通过实验证明，βTrCP1 对 p21^CIP1水平的影响不是通过 p53 介导的，也不是由于 CDKN1A 转录的改变。使用蛋白酶体抑制剂 MG132 可以几乎完全阻止 p21^CIP1水平的降低，而溶酶体抑制剂则没有这种效果，这表明 βTrCP1 通过诱导 p21^CIP1经蛋白酶体降解，从而降低其水平。

5. 核仁磷酸蛋白 1（NPM1）介导 βTrCP1 对 p21^CIP1的作用：研究人员发现 NPM1 与 βTrCP1 和 p21^CIP1都有关系。正常情况下，NPM1 会与 p21^CIP1结合，保护其不被降解。但在 βTrCP1 过表达的细胞中，βTrCP1 与 NPM1 的相互作用增强，导致 NPM1 被部分保留在核仁中，无法与 p21^CIP1结合，使得 p21^CIP1失去保护，进而被蛋白酶体降解，最终导致细胞死亡。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：βTrCP1 过表达能引发顺铂诱导的衰老细胞死亡，其机制是 βTrCP1 与 NPM1 过度结合，使 NPM1 无法保护 p21^CIP1，导致 p21^CIP1降解，细胞周期异常进展，DNA 损伤积累，最终细胞走向死亡。这一发现为癌症治疗提供了新的潜在靶点。目前，Senolytic drugs 的研发面临诸多挑战，如安全性和特异性问题。而该研究中发现的 βTrCP1/NPM1 相互作用，有望成为新的 Senolytic drugs 靶点，为开发更有效的清除衰老细胞的药物提供了理论依据，有助于解决化疗耐药问题，为癌症患者带来新的希望。