野生型 HRAS 信号调控头颈癌核苷酸切除修复：潜在治疗新靶点的探索

头颈癌（HNSCC）患者复发率高，化疗耐药影响预后。研究人员开展 “野生型 HRAS 信号在头颈癌核苷酸切除修复（NER）中的调控作用” 研究。结果发现野生型 HRAS 过表达与 NER 基因表达相关，抑制 HRAS 可增敏铂类化疗。这为 HNSCC 治疗提供新策略。

　　在人体的头颈部位，有一种令人头疼的癌症 —— 头颈鳞状细胞癌（HNSCC）。它就像一个狡猾的敌人，不少患者在治疗后会出现局部复发或远处转移的情况。目前，铂类化疗是治疗不可手术的复发 / 转移性头颈癌的一线标准方案，但肿瘤细胞对铂类药物产生的耐药性成为了治疗路上的 “拦路虎”，严重影响患者的预后。因此，搞清楚头颈癌化疗耐药的分子机制，对开发有效的治疗策略来说至关重要。

来自希腊雅典科学院生物医学研究基金会（BRFAA）等机构的研究人员，针对这一难题展开了深入研究。他们聚焦于野生型 HRAS（wtHRAS）在头颈癌中的作用，发现了野生型 HRAS 过表达与核苷酸切除修复（NER）基因表达之间的关联，并且证实抑制 HRAS 能够重新提高癌细胞对铂类化疗的敏感性。这一研究成果发表在《Cancer Gene Therapy》上，为头颈癌的治疗带来了新的希望。

研究人员为开展这项研究，用到了多种关键技术方法。他们利用癌症基因组图谱（TCGA）的 RNA 测序和突变数据进行基因表达分析；通过培养多种头颈癌细胞系，构建细胞系来源的异种移植模型和患者来源的异种移植模型（PDXs），在体内外进行实验；运用 ChIP-seq 技术研究 c-Jun 的结合位点，从而探究相关基因的转录调控机制。

下面来看看具体的研究结果：

1. HNSCC 肿瘤中过表达野生型 HRAS 的转录组特征：分析 TCGA 的 HNSCC 数据发现，约 6% 的 HNSCC 肿瘤携带 HRAS 突变，约 4.7% 过表达野生型 HRAS。通过比较转录组分析，在野生型 HRAS 过表达（wtHRAS^OV）和 HRAS 突变组中发现了 208 个共同上调的基因。基因本体分析显示，wtHRAS^OV肿瘤与增强的翻译、氧化磷酸化和 DNA 损伤反应（DDR）等通路相关，且其中多个 NER 通路基因上调，包括 ERCC1、POLD4 等。此外，HRAS 表达与这些 NER 基因表达呈正相关，且该相关性在不同 HPV 状态的 HNSCC 肿瘤中存在差异，在甲状腺癌（THCA）等部分癌症中也有类似关联，但在多数癌症中相关性较弱或不一致。同时，wtHRAS^OV的 HNSCC 肿瘤与更大比例的基因组改变相关，提示其与基因组不稳定存在潜在联系123。
2. 野生型 HRAS 水平对 ERK/NER 相互作用的影响：研究人员分析了不同野生型 HRAS 蛋白水平的 HNSCC 细胞系，用法尼基转移酶抑制剂替匹法尼（tipifarnib）抑制 HRAS 信号。结果发现，在 Cal-33 细胞中，抑制 HRAS 导致磷酸化 ERK（p-ERK）水平显著降低，细胞活力下降，DNA 损伤修复受损，γH2AX 焦点增多，c-Jun 表达受抑制；而在其他细胞系中，p-ERK 水平受替匹法尼影响较小。在体内实验中，Cal-33 细胞来源的异种移植瘤经顺铂和替匹法尼联合治疗后，肿瘤生长明显受到抑制，c-Jun 和 ERCC1 表达下调，DNA 损伤增加456。
3. HRAS 驱动的 c-Jun 转录程序激活：通过 ChIP-seq 分析发现，c-Jun 能结合到 ERCC1 和 POLD4 基因的启动子区域，调控其转录。在 Cal-33 细胞、K562 细胞和 A549 细胞中，c-Jun 对这些基因的结合模式具有共性，并且还发现了一个包含多个转录因子、信号蛋白和 DDR 基因的 c-Jun 调控基因网络，该网络与 HRAS 表达存在显著相关性。此外，过表达显性负突变 c-Jun 的细胞系中，相关基因表达下调，在小鼠异种移植瘤实验中也得到了类似结果789。
4. 头颈癌患者来源异种移植模型中 HRAS 与 NER 的相互作用：利用头颈癌患者来源的 PDX 模型，研究发现 PDX6 高表达 HRAS 和 ERCC1，对顺铂敏感性较低。对 PDX6 进行顺铂和替匹法尼联合治疗后，肿瘤生长受到抑制，ERK 信号失活，c-Jun 和 ERCC1 表达下调，这与 Cal-33 细胞和异种移植瘤的实验结果相似101112。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：野生型 HRAS 表达与重要的 NER 组件（如 ERCC1）表达相关，在部分 HNSCC 中，这种关联由 HRAS 驱动的 ERK/c-Jun 轴上调介导。HRAS 抑制可作为一种有前景的治疗策略，与顺铂联合使用，有望为这部分 HNSCC 患者带来更好的治疗效果。不过，该研究也存在一定的局限性，如使用的细胞系和 PDX 模型数量有限，未来还需要进一步扩大样本量，探索更多预测替匹法尼 / 顺铂治疗反应的生物标志物，以及研究替匹法尼耐药模型中 ERK 激活的替代机制。但总体而言，这项研究为头颈癌的治疗开辟了新的方向，为后续研究和临床治疗提供了重要的理论依据和实践指导。