肺癌是癌症死亡的主要原因，其最常见的组织学亚型是肺腺癌(LUAD)。近年来，针对存在已知基因突变或易位的LUAD患者亚群的定制治疗取得了显著进展，然而不幸的是，只有少数病人受益于这些方法。对于那些预后异常差的LUAD病例，确定治疗策略是非常必要的。作者研究小组最近发现，在LUAD患者亚群中，STK11和KEAP1两个基因的同时功能缺失突变是预后极差的决定性因素。
作者团队研究了STK11和KEAP1的同时缺失与这些基因中任何一个或两个都没有缺失所导致的基因表达和致癌信号通路的整体变化，最后研究结果表示，STK11和KEAP1的同时丢失促进了铁亡作用的保护，并确定了该细胞死亡途径的关键负调节因子——SCD1，作为STK11/KEAP1共突变体LUAD中一个关键的选择性依赖因子。
1.STK11/KEAP1共突变预测LUAD患者短期总生存期，与KRAS状态无关
图片1肺腺癌和tk11和KEAP1Co突变患者的总生存率较低，与KRASStatus无关
作者查询了1,名顺序描述的转移性LUAD患者的肿瘤特异性体细胞突变在多变量分析中，STK11/Keap1共突变状态与KRAS状态无关(图1C)，显著(p0.)预测预后不良这些研究排除了近50%的STK11/KEAP1共突变患者，他们没有KRAS突变，但仍有极高的早期死亡风险。
结论：
考虑到STK11和Keap1在染色体上的接近，LOH作为一种通过协调删除这两个基因的拷贝来选择WT等位基因的机制，提供了对肿瘤发生中共突变的获得的洞察力，但再加上观察到的克隆性，阻止了对基因中断的时间顺序是否存在选择压力的分析。
2.STK11/KEAP1共突变在体外促进肿瘤细胞增殖，在体内促进肿瘤生长
图片2STK11和KEAP1共突变促进细胞生长，与KRAS突变状态无关，KEAP1再表达破坏STK11/KEAP1共突变肺腺癌细胞的生长
作者利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在两个LUAD系H和H中稳定地敲除了STK11和/或Keap1基因，然后研究了STK11和KEAP1中的功能缺失突变是否以非KRAS独立的方式比任一单个基因缺失更促进细胞增殖STK1和Keap1共突变协同促进细胞生长，且与KRAS状态无关；跟踪了H和H29等基因克隆随时间的生长情况；使用Ki-处理H-STK11KO细胞；使用多西环素诱导的表达WTSTK11(LKB1)或Keap1的慢病毒载体转导了A和HLUAD株，它们都含有从头STK11和Keap1共突变；
由结果知：
数据支持作者的假设，即STK11和Keap1共突变协同促进细胞生长，与KRAS状态无关；
在STK11/Keap1肿瘤中，Keap1功能的丧失是维持细胞增殖率的必要条件；
STK11的功能丧失并不是维持细胞增殖能力所必需的，这表明STK11的丧失在肿瘤的发生中具有不同于简单地最大化增殖潜力的作用；
总结：
NRF2激活主要是由KEAP1中的功能缺失突变赋予的优势。
3.STK11/KEAP1共突变体细胞具有独特的转录谱
作者对来自H和H细胞系的NTC、STK11KO、KEAP1KO和DKO单细胞克隆(每组n=3)进行了大规模RNA测序(RNA-seq)。其克隆的主成分分析首先按细胞系对每个克隆进行排序，然后按预期的突变状态对克隆进行分离。
总结：
STK11/KEAP1共突变细胞的转录谱，独立于KRAS状态，其中谷胱甘肽代谢被上调以维持代谢稳态，铁下垂保护基因信号被富集，这可能促进细胞存活。
4.STK11/KEAP1共突变的细胞具有较高的铁蛋白保护相关基因的表达，并且对铁蛋白诱导剂具有抗性
图片3铁下垂保护基因在STK11/KEAP1共突变体中上调，STK11和KEAP1突变独立地保护细胞免于铁下垂
作者使用KEGG富集分析了跨细胞系的双重敲除样品中上调的基因；
作者分析了双敲除样本与其他基因之间的差异表达基因；
作者用erastin以2mM的剂量处理H等基因克隆72小时，观察NTC的细胞存活率；
比较了用nMRSL3处理的H细胞(STK11和KEAP1WT)和A细胞(STK11和KEAP1突变体)中脂质过氧化物的产生；
使用A模型对LKB1或keap1进行dox诱导的重新表达；
结论：
STK11/KEAP1共突变肿瘤发展了多模式铁下垂保护机制，由STK11和KEAP1的丢失调节。
5.AKR1C家族基因在STK11/KEAP1共突变细胞中显著上调并有助于避免铁下垂
图片4AKR1C家族在STK11/KEAP1共突变体中高度上调
用AKR1C1抗体对包含个切除的LUAD的组织微阵列进行了染色；使用蛋白质染色来观察细胞系的等基因克隆的蛋白质表达；
我们用慢病毒转导H-DKO克隆，该慢病毒含有针对AKR1C1的BFP标记的导向物，并观察到BFP+细胞的百分比；
用甲羟孕酮17-乙酸盐(一种弱泛-AKR1C抑制剂)滴定处理H等基因克隆3天，观察HDKO克隆的细胞存活率；
总结：
AKR1C家族成员在保护STK11/KEAP1共突变细胞免受铁下垂方面的作用，但不支持泛AKR1C抑制剂MPA作为治疗策略。
6.CRISPR/Cas9筛选鉴定铁下垂调节因子SCD为STK11/KEAP1共突变细胞增殖和存活所必需的基因
SCD1活性对STK11/KEAP1共突变腺癌的存活至关重要
作者利用精选的“药物易感染基因组”sgRNA文库进行等基因体外模型中进行了CRISPR/Cas9筛查，将克隆分别传遍整个筛选，并跟踪加倍次数以控制增殖速率的变化；
比较了H屏幕和H屏幕的命中倍数的对数变化，以确定共享的依存关系。
总结：
SCD1可能在STK11/Keap1共突变的LUAD中发挥重要作用，而LUAD不同于许多NRF2调节的抗氧化反应蛋白。
7.SCD1的遗传和药理学抑制阻止STK11/KEAP1共突变细胞的生长，并使这些细胞对铁下垂诱导敏感
作者用含有抗SCD的sgRNA或安全靶向sgRNA作为对照的BFP表达载体转导了含Cas9的H克隆；
通过蛋白质印迹证实了SCD1的有效敲除；
在A-pSpectre细胞中进行了克隆竞争实验；
通过蛋白质印迹检测Dox诱导的Cas9，并在dox治疗后10天确认SCD1敲除；
在A细胞(STK11/KEAP1共突变体)中敲除SCD1，在H细胞(STK11和KEAP1WT)中过表达SCD1，并用nMRSL3处理这些细胞2小时；
用SCD1抑制剂(CVT)处理H同基因克隆4天，观察DKO组与NTC组相比的细胞活力；
在1mM下用CVT-测试了一组具有或不具有STK11/KEAP1共突变的LUAD细胞系4天
结果显示：
SCD是STK11/KEAP1共突变细胞存活的必需基因；
STK11/KEAP1共突变A细胞中SCD1敲除的致死性。脂质的合成、储存和降解过程受到精细调节，以维持细胞内环境稳定，保护细胞免受铁营养不良的死亡；
SCD1的铁营养保护机制和这种效应对STK11/KEAP1共突变LUAD的特异性。
总结：
AKR1C家族成员和SCD1在维持STK11/KEAP1共突变株LUAD细胞存活方面具有互补作用。
8．干细胞因子1的体内抑制确定了STK11/KEAP1共突变腺癌的选择性治疗靶点
图片8.SCD1的药理抑制对STK11/KEAP1共突变体在体内和体外单独或与铁下垂诱导剂联合有效
作者用载体或A治疗携带H-NTC肿瘤或H-DKO肿瘤的小鼠，并评估肿瘤生长和总生存期
由结果显示：
无论KRAS状态如何，SCD1都是STK11/KEAP1共突变LUAD的治疗靶点
Thankyou！
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇