肿瘤治疗电场（TTFields）遇上 PI3K/AKT 通路：揭秘癌细胞生死博弈及潜在抗癌新策略

《Cell Death & Disease》：Role of the PI3K/AKT signaling pathway in the cellular response to Tumor Treating Fields (TTFields)

肿瘤治疗电场（TTFields）已用于治疗多种癌症，但部分患者疗效不佳。为探究原因，研究人员开展 TTFields 与 PI3K/AKT 通路关系的研究。结果发现 PI3K/AKT 通路参与癌细胞对 TTFields 的反应，抑制该通路可增敏。这为提升 TTFields 疗效提供新思路。

　　在癌症治疗的领域中，肿瘤治疗电场（Tumor Treating Fields，TTFields）作为一种新兴的治疗手段，逐渐崭露头角。它通过非侵入性地施加电场，干扰癌细胞的关键生命活动，从而诱导癌细胞死亡。目前，TTFields 已获批用于治疗胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）和胸膜间皮瘤，并且在转移性非小细胞肺癌（Non-Small Cell Lung Cancer，NSCLC）的治疗中也展现出了一定的潜力，与标准系统治疗联合使用时，能显著提高患者的中位总生存期（median overall survival，mOS）。然而，并非所有患者都能从 TTFields 治疗中获得理想的效果，部分患者对 TTFields 的反应较差，这背后的机制一直困扰着科研人员。

此前有研究表明，磷脂酰肌醇 3 - 激酶（phosphatidylinositol 3 - kinase，PI3K）p110α 亚基（PIK3CA 基因）的激活突变可能与患者对 TTFields 的反应降低或缺失有关。PI3K/AKT 信号通路在肿瘤的生长、发展以及对治疗的抵抗中发挥着关键作用，其异常激活常常导致肿瘤细胞的增殖和存活。因此，深入了解 PI3K/AKT 通路在癌细胞对 TTFields 反应中的作用机制，对于提高 TTFields 的治疗效果、改善患者的预后具有重要意义。

为了揭开这层神秘的面纱，来自 Novocure Ltd（以色列）的研究人员开展了一项深入的研究。他们旨在探究 PI3K/AKT 通路在癌细胞对 TTFields 反应中的具体作用机制，并评估同时使用 TTFields 和 PI3K 抑制剂的治疗效果。该研究成果发表在《Cell Death and Disease》上。

在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：

1. 细胞实验：选用多种癌细胞系，如 U - 87 MG 胶质母细胞瘤细胞、A2780 卵巢癌细胞、H1299 非小细胞肺癌细胞等进行体外培养，为后续实验提供细胞模型。
2. 蛋白检测技术：利用 Luminex 多重分析、蛋白质免疫印迹（western blot analysis）等方法，检测细胞在 TTFields 处理前后相关信号通路蛋白的磷酸化水平，以此来判断信号通路的激活状态。
3. 抑制剂实验：使用多种抑制剂，如 ROCK1/2 抑制剂、FAK 抑制剂、PI3K 抑制剂、AKT 抑制剂等，研究特定信号通路被抑制后对癌细胞对 TTFields 反应的影响。
4. 动物实验：建立了多种动物肿瘤模型，包括原位 N1 - S1 肝细胞癌、MOSE - L 卵巢癌和 LL/2 肺癌模型，通过免疫组化（immunohistochemistry）分析肿瘤组织中相关蛋白的表达和磷酸化情况，在体内验证体外实验的结果。

研究结果如下：

1. TTFields 激活 PI3K/AKT 信号通路：通过 Luminex 多重分析和 western blot 分析发现，TTFields 处理 72 小时后，多种癌细胞系中 AKT 的磷酸化水平在 Ser⁴⁷³位点显著增加，同时 p85 调节亚基的磷酸化水平也有所上升。这一现象在体内动物模型的肿瘤组织中也得到了证实，表明 TTFields 能够激活 PI3K/AKT 信号通路。
2. FAK 在 TTFields 激活 AKT 中的作用：在低细胞密度时，TTFields 处理可快速激活 GEF - H1/RhoA/ROCK 信号通路，促使 FAK 磷酸化，进而激活 PI3K/AKT 信号通路。然而，随着处理时间延长，FAK 磷酸化水平逐渐恢复至对照水平，且在高细胞密度时，FAK 不参与 TTFields 诱导的 AKT 激活过程。
3. N - cadherin 在 TTFields 激活 AKT 中的作用：在高细胞密度下，TTFields 处理会使 N - cadherin 在细胞间连接处稳定，促进 PI3K 与 N - cadherin 复合物的结合，进而激活 AKT。实验表明，去除细胞外 Ca^{2 +}或使用 N - cadherin 中和抗体，均可抑制 AKT 的磷酸化，证实了 N - cadherin 在该过程中的重要作用。
4. 抑制 PI3K/AKT 增强 TTFields 疗效：在体外细胞实验和体内动物实验中，研究人员发现使用 PI3K 抑制剂（如 alpelisib）与 TTFields 联合治疗，能够显著降低癌细胞的存活率，增加细胞凋亡率，减少克隆形成能力。在卵巢癌和肺癌动物模型中，联合治疗也显著抑制了肿瘤的生长。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 PI3K/AKT 通路在癌细胞对 TTFields 反应中的重要作用机制。PI3K/AKT 通路的激活受细胞密度影响，低细胞密度时 FAK 介导激活，高细胞密度时 N - cadherin 发挥关键作用。同时，研究表明抑制 PI3K/AKT 通路可增强 TTFields 的抗癌活性，为临床联合治疗提供了理论依据。这一发现对于提高癌症治疗效果具有重要意义，特别是对于那些携带 PIK3CA 激活突变的癌症患者，联合使用 TTFields 和 PI3K 抑制剂有望克服其对 TTFields 的耐药性，为他们带来新的希望。此外，该研究也为进一步探索癌症治疗的新策略提供了方向，未来可针对 PI3K/AKT 通路的下游靶点开展更多研究，以更深入地了解癌细胞对 TTFields 的反应机制，优化癌症治疗方案。