STTT | 乳酸化上临床试验最新结果！重庆医科大学附一医苟欣教授团队揭示AARS1介导肿瘤耐药机制

蒽环类药物（如表柔比星，EPI）是多种癌症（如膀胱癌、乳腺癌）的有效治疗药物，但耐药性导致治疗失败和患者死亡风险增加。同源重组修复（HR）是蒽环类药物诱导的双链DNA断裂（DSB）修复的关键途径。乳酸化（lactylation）作为一种新的翻译后修饰，可能通过影响DNA修复途径（如同源重组修复HR）导致耐药。

2025年7月10日，重庆医科大学附属第一医院苟欣教授团队，在Signal Transduction and Targeted Therapy ( IF 52.7 ) 发表文章“ Irinotecan alleviates chemoresistance to anthracyclines through the inhibition of AARS1-mediated BLM lactylation and homologous recombination repair”。该研究通过乳酸化修饰组学发现，肿瘤中的代谢重编程通过AARS1介导的BLM-K24乳酸化激活同源重组修复，导致蒽环类耐药。而伊立替康可抑制该修饰，恢复耐药细胞对蒽环类药物的敏感性，并在多种癌症模型（膀胱癌、乳腺癌、肝癌）中证实有效。

发现耐药肿瘤组织中乳酸水平升高，乳酸化修饰增强，推测乳酸驱动的乳酸化可能通过调控HR修复导致耐药。

• 乳酸化蛋白质组学：筛选耐药细胞中差异乳酸化蛋白，聚焦HR修复相关蛋白BLM。

• 关键位点验证：确定BLM的K24位点乳酸化是耐药的关键修饰。

• 转移酶筛选和验证：发现AARS1是催化BLM乳酸化修饰的酶。

• 分子机制探究：探究BLM乳酸化如何增强其稳定性、促进HR修复蛋白互作。

• 药物筛选：筛选靶向BLM K24乳酸化的小分子药物（如伊立替康），验证其逆转耐药的效果。

• 模型验证和临床转化：在临床前模型（PDX）和I期临床试验中评估联合治疗（伊立替康+表柔比星）的安全性和有效性。

· 发现：研究发现耐药原发肿瘤（R-PT）和复发肿瘤（R-RT）中乳酸浓度显著高于非耐药肿瘤（NR-PT），且与患者无复发生存率（RFS）负相关。

· 乳酸水平验证：随后免疫组化结果显示耐药组织中泛乳酸化修饰（Pan-Kla）水平升高，且与患者预后不良相关。ROC曲线分析：乳酸和乳酸化水平可作为耐药预测标志物（AUC分别为0.72和0.74）。

· 细胞模型验证：耐药细胞（E-resistant）显示：DNA损伤标志物γH2AX减少，HR修复蛋白RAD51在染色质中积累增加；糖酵解关键酶LDHA表达上调，伴随乳酸化水平升高。

· 验证乳酸化功能：使用糖酵解抑制剂草氨酸钠（Oxamate）降低乳酸化水平后，DNA损伤严重，HR修复活性下降，并恢复细胞对EPI的敏感性。乳酸处理则相反：促进HR修复，加剧耐药。

· 关键靶点：通过乳酸化组学发现耐药细胞中392个位点乳酸化上调，BLM（DNA解旋酶）在HR通路中显著富集。BLM在Lys24位点（K24）乳酸化显著上调。

· 功能验证：K24R突变（模拟去乳酸化）：破坏BLM与DNA修复因子（DNA2、RPA、RAD54等）的相互作用，抑制DNA末端切除和HR修复。K31/K38位点突变不影响耐药性。

· 功能验证：K24R突变导致：HR修复能力下降（DNA末端切除减少），DNA损伤增加（γH2AX升高）；

· 机制探究：蛋白稳定性实验：环己酰亚胺（CHX）追踪BLM降解：K24R突变体半衰期缩短，稳定性降低；乳酸处理延长WT BLM半衰期，但对K24R无影响。

· 免疫沉淀实验：耐药细胞中BLM泛素化水平降低；SPR与分子对接结果表明K24R突变体与E3泛素连接酶MIB1结合增强；而乳酸化抑制BLM-MIB1相互作用，减少泛素化降解。

· 转移酶筛选：siRNA敲低实验发现：AARS1（而非其他候选酶如TIP60、p300）敲低后，BLM乳酸化水平下降。耐药组织中AARS1表达上调，且与患者RFS负相关。

· 互作与功能验证：共免疫沉淀：AARS1与BLM相互作用，K24R突变破坏互作；

· 功能实验：AARS1过表达促进BLM乳酸化，增强HR修复和耐药性；AARS1敲低或突变其乳酸化活性位点（5A突变）则逆转耐药。

· 药物筛选：从DrugBank筛选小分子，分子对接结果证明伊立替康（拓扑异构酶I抑制剂）与BLM K24区域亲和力最高；SPR验证：伊立替康与WT BLM结合（KD=2.51e-7 M），与K24R无结合。

· 功能验证：伊立替康处理耐药细胞后，BLM乳酸化水平下降，EPI敏感性恢复。伊立替康抑制BLM乳酸化，促进其泛素化降解；抑制HR修复（DNA末端切除减少，γH2AX升高）。

· 动物模型验证：伊立替康联合EPI显著缩小肿瘤体积，抑制HR修复标志物（RAD51）。

· PDX模型验证：膀胱癌和乳腺癌患者来源的异种移植瘤（PDX）中，伊立替康联合EPI显著抑制肿瘤生长，降低BLM乳酸化水平。

· I期临床试验：

1. 设计：6例蒽环类耐药复发膀胱癌患者，接受伊立替康脂质体+EPI联合治疗；

2. 安全性：未观察到严重毒性（DLT），常见1-2级胃肠道反应；

3. 疗效：所有患者无复发，MRI显示肿瘤缩小，BLM乳酸化水平降低。

本研究通过多学科手段（代谢组学、乳酸化修饰组学、分子生物学、临床试验）系统解析了蒽环类药物耐药的机制：

1. 糖酵解-乳酸化-HR轴：耐药肿瘤通过增强糖酵解产生乳酸，驱动AARS1介导的BLM K24位点乳酸化，抑制其泛素化降解并增强HR修复，最终导致耐药；

2. 干预策略：伊立替康通过靶向抑制BLM乳酸化，逆转耐药，并在临床前模型和I期试验中显示潜力。

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供稿：隋馨莹

编辑：市场部