通过激活 p53 或抑制细胞周期阻断 HSF1-HSP90 轴增强结直肠癌治疗效果

为解决 HSP90 抑制剂在临床试验中失败的问题，研究人员开展了通过中断 HSF1-HSP90 轴增强结直肠癌治疗效果的研究。结果表明，p53 激活或 CDK4/6 抑制可防止 HSR，双抑制能改善 HSP90 疗法，为结直肠癌治疗提供新策略。

　　在癌症治疗领域，结直肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是工业化国家中癌症相关死亡的第二大常见原因，每年导致近 100 万人死亡，晚期和转移性结直肠癌患者的 5 年生存率仅约 15%，因此急需新的治疗策略。

癌症治疗中，伴侣系统是一个有前景的靶点。在肿瘤发生过程中，正常的伴侣功能被颠覆，癌细胞对普遍上调的伴侣系统高度依赖。热休克因子 1（Heat Shock Factor 1，HSF1）作为应激诱导伴侣蛋白的主要转录因子，在癌细胞中被持续激活，导致热休克蛋白（Heat Shock Proteins，HSPs）大量上调，其中 HSP90 是关键成分，它能稳定数百种突变和截短的癌蛋白，这些被稳定的癌蛋白被称为 HSP90 客户蛋白，包括错义 p53 突变体、受体酪氨酸激酶、信号激酶等。基于此，针对 HSP90 的抑制剂成为了研究热点，然而，尽管在临床前研究中效果良好，但大多数 HSP90 抑制剂在临床试验中失败了。这主要是因为 HSP90 抑制会干扰 HSP90-HSF1 的负调节反馈环，导致 HSF1 补偿性激活，进而诱导热休克反应（Heat Shock Response，HSR），使得肿瘤驱动蛋白可能被其他伴侣蛋白进一步稳定，严重限制了 HSP90 抑制剂的治疗效果。

为了解决这些问题，德国哥廷根大学医学中心（University Medical Center G?ttingen）等机构的研究人员开展了一系列研究。他们发现野生型 p53 可通过 p21-CDK4/6-MAPK-HSF1 轴抑制 HSF1，基于此，研究人员提出假设，即 p53 激活或直接细胞周期抑制可能中断有害的 HSF1-HSR 轴，提高 HSP90 抑制剂的疗效。相关研究成果发表在《Cell Death & Differentiation》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，利用 10 周龄雄性 C57BL/6J 小鼠构建结直肠癌模型，经伦理委员会批准后进行相关实验操作，通过结肠镜检查评估肿瘤生长情况并进行评分。在细胞和组织实验方面，制备并培养小鼠小肠和结肠肿瘤类器官、患者来源的结肠类器官（Patient-Derived Organoids，PDOs）；运用多重免疫组织化学（Multiplex Immunohistochemistry，mIHC）技术对组织样本进行染色分析；使用 CellTiter-Glo? Luminescent Cell Viability Assay 检测细胞活力；对 HCT116 细胞进行 mRNA 测序，并运用相关软件和工具进行数据分析。

下面介绍具体的研究结果：

1. 双 HSF1-HSP90 抑制协同抑制结直肠癌细胞生长：研究人员使用临床进展期的 p53 激活剂 Idasanutlin（RG-7388）和 HSP90 抑制剂 Ganetespib、Onalespib 进行实验。在 p53 proficient 的结直肠癌细胞系 HCT116 和 RKO 中，联合治疗相较于单一治疗，能协同降低细胞活力、增加细胞死亡，且这种协同效应依赖于 p53。同时，联合治疗可抑制 HSF1 靶基因表达，降低 pSer326-HSF1 水平，进一步使经典 HSP90 客户蛋白如 AKT 和 cRAF 失稳。
2. 激活的 p53 在小鼠和人结直肠肿瘤类器官中抑制热休克反应：在小鼠结直肠肿瘤类器官和患者来源的类器官中，联合治疗同样展现出协同效应，降低细胞活力、增加细胞死亡，且正常黏膜来源的类器官对联合治疗的耐受性良好。这表明双 HSF1-HSP90 途径抑制具有肿瘤选择性和治疗价值。
3. 双 HSF1-HSP90 途径抑制减少小鼠结肠肿瘤进展：在小鼠 AOM/DSS 诱导的结肠肿瘤模型中，联合治疗显著减小肿瘤大小和数量，且未引起小鼠体重明显下降，表明该治疗方案毒性较低。通过 RNAseq 数据分析发现，联合治疗上调了炎症通路，经 mIHC 分析发现联合治疗有效减少了肿瘤内中性粒细胞数量，降低了中性粒细胞与淋巴细胞的比例（Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio，NLR），这表明联合治疗重塑了肿瘤内免疫细胞组成，促进了免疫激活。
4. CDK4/6 抑制联合 HSP90 抑制剂抑制 p53 缺陷癌细胞活力：超过 60% 的结直肠癌患者存在 TP53 突变，研究人员发现 CDK4/6 抑制剂 Palbociclib 与 HSP90 抑制剂联合使用，在 p53 proficient 和 p53-deficient 的结直肠癌细胞系、类器官中均能有效降低细胞活力、增加细胞死亡，并抑制 HSF1 靶基因表达和 pSer326-HSF1 水平。在患者来源的类器官中，该联合治疗同样能显著降低类器官活力和大小，且正常人体结肠类器官对联合治疗耐受性良好，证明了这种联合治疗的肿瘤选择性。

研究结论和讨论部分指出，HSF1-HSP90 系统在癌细胞中高度上调和激活，是一个强大的促肿瘤和抗蛋白毒性防御系统。本研究表明，通过直接激活 p53 或抑制 CDK4/6 来抑制 HSF1，可改善基于 HSP90 的结直肠癌治疗效果，且与 p53 状态和治疗抗性无关。同时，联合治疗激活了炎症通路，减少了肿瘤内具有免疫抑制功能的中性粒细胞数量，可能通过降解免疫抑制酶和 / 或受体 / 配体来靶向免疫抑制途径。此外，研究还发现 CDK4/6 抑制在 p53 proficient 的结直肠癌细胞中模拟了 p53 激活的效果，在 p53-deficient 的癌细胞中也可作为一种替代的双 HSF1-HSP90 抑制策略。不过，长期使用 p53 激活剂可能会使肿瘤产生 TP53 突变从而导致耐药，因此需要对患者进行适当监测，必要时可切换为 CDK4/6 抑制剂作为二线治疗。总之，该研究为结直肠癌的治疗提供了新的策略和思路，具有重要的临床意义。