胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）是最為兇險的癌癥之一。

因發(fā)現(xiàn)較晚、早期轉(zhuǎn)移和治療耐藥，PDAC的五年存活率僅為11%[1]。

PDAC的主要特征是廣泛的纖維性結(jié)締組織增生，其中癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAF）是促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的最重要的基質(zhì)細(xì)胞之一[2]。CAF主要來源于靜止胰腺星狀細(xì)胞（PSC）[3]，有研究表明，在PSC向CAF的轉(zhuǎn)化過程中，自噬（Autophagy）發(fā)揮關(guān)鍵作用[4]。

眾所周知，自噬是一種溶酶體依賴性蛋白質(zhì)降解過程，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞本身的代謝需要和某些細(xì)胞器的更新。有研究表明，靶向干預(yù)CAFs中的自噬可以明顯抑制胰腺癌的增殖[5]。此外，自噬在腫瘤微環(huán)境中的關(guān)鍵作用也在多個腫瘤模型中證實(shí)[6]。

腫瘤微環(huán)境中的自噬對腫瘤的發(fā)生發(fā)展的促進(jìn)作用已被證實(shí)，然而，在PDAC發(fā)生發(fā)展中，CAFs的自噬所發(fā)揮的作用還需要進(jìn)一步探索。

近日，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院傅德良教授、清華大學(xué)藥學(xué)院胡澤平教授及北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院的趙穎教授團(tuán)隊合作，在Nature Cancer期刊發(fā)表了有關(guān)CAFs通過自噬促進(jìn)PDAC發(fā)生發(fā)展的重要研究成果[7]。

該研究團(tuán)隊證實(shí)，PDAC腫瘤微環(huán)境中CAFs通過NUFIP1蛋白介導(dǎo)的自噬分泌核苷，進(jìn)而上調(diào)PDAC腫瘤細(xì)胞對葡萄糖的攝取和利用，促進(jìn)癌癥進(jìn)程。此項發(fā)現(xiàn)為PDAC的治療提供了新的干擾靶點(diǎn)。

論文首頁截圖

接下來，我們就一起來看看這個研究是如何展開的。

我們知道，谷氨酰胺和葡萄糖分別為PDAC腫瘤的生長提供了主要的碳源和氮源[8-9]。首先，研究人員在PDAC的細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，相較于葡萄糖缺乏而言，PDAC細(xì)胞系對谷氨酰胺的缺乏更為敏感。使用谷氨酰胺酶（GLS）抑制劑可以明顯抑制PDAC的細(xì)胞系的生長。

然而，研究人員卻在PDAC小鼠原位癌模型中發(fā)現(xiàn)，使用GLS的抑制劑對腫瘤的生長沒有產(chǎn)生抑制作用。

在體抑制GLS不影響腫瘤進(jìn)程

這就奇怪了，體內(nèi)外結(jié)果為何會產(chǎn)生如此大的差異？

研究人員假設(shè)，當(dāng)谷氨酰胺代謝受到抑制時，PDAC的細(xì)胞外基質(zhì)可能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAF）作為細(xì)胞外基質(zhì)中含量最多的細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)，CAF通過NUFIP1介導(dǎo)的核糖體自噬維持了谷氨酰胺缺乏下PDAC細(xì)胞的增殖。

具體來看，核糖體是一個由rRNA和大約80個核糖體蛋白（r-proteins）組成的復(fù)合體，而在谷氨酰胺缺乏的情況下，NUFIP1是與核糖體上的rRNA發(fā)生結(jié)合，通過降解rRNA而不是r-proteins介導(dǎo)了核糖體自噬。

CAFs中核糖體RNA降解被激活

那么，CAF的核糖體自噬是如何發(fā)揮作用的呢？

眾所周知，核苷是溶酶體rRNA降解的產(chǎn)物之一。在這里，研究人員觀察到，CAF胞內(nèi)及胞外分泌的核苷水平確實(shí)受到NUFIP1介導(dǎo)的溶酶體自噬的調(diào)控。

隨后，研究人員驗證了CAF溶酶體自噬所產(chǎn)生的的核苷，是否會作用于PDAC細(xì)胞。

他們使用同位素標(biāo)記CAF細(xì)胞以標(biāo)記其所分泌的核苷，并用培養(yǎng)過CAF的條件培養(yǎng)基（CAF-CM）來培養(yǎng)未標(biāo)記的PDAC細(xì)胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由CAFs產(chǎn)生和分泌的核苷在與PDAC共培養(yǎng)之后逐漸被耗竭。不僅如此，研究人員還通過外源核苷回補(bǔ)證實(shí)了CAF分泌的核苷對PDAC增殖的促進(jìn)作用。

CAF分泌的核苷促進(jìn)了PDAC進(jìn)程

接下來，研究人員試圖摸清這些核苷對PDAC細(xì)胞代謝途徑的影響。

他們發(fā)現(xiàn)，核苷明顯上調(diào)了PDAC細(xì)胞的糖酵解及氧化磷酸化水平。然而，使用同位素示蹤及對代謝流分析發(fā)現(xiàn)，CAF所分泌的核苷沒有作為碳源參與PDAC的代謝。

有趣的是，研究人員使用基因集富集分析發(fā)現(xiàn)，核苷可以明顯促進(jìn)與葡萄糖消耗相關(guān)的基因。另外，在谷氨酰胺缺乏的情況下，研究人員通過回補(bǔ)核苷及CAF-CM來檢測糖代謝的產(chǎn)物及葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)受體的變化。結(jié)果顯示，PDAC細(xì)胞中葡萄糖代謝的明顯恢復(fù)，說明CAF分泌的核苷促進(jìn)了PDAC細(xì)胞對葡萄糖的利用。

此外，根據(jù)基因集富集分析的結(jié)果，研究人員還揭示，在谷氨酰胺缺乏的條件下，與糖代謝相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子MYC發(fā)揮著關(guān)鍵作用，CAF分泌的核苷正是通過上調(diào)MYC進(jìn)而激活PDAC細(xì)胞對葡萄糖的消耗。

CAFs上調(diào)了PDAC中MYC的下游靶基因

為了證實(shí)上述途徑在PDAC發(fā)生發(fā)展中的重要性，研究人員構(gòu)建了成纖維細(xì)胞特異性NUFIP1特異性缺失的小鼠，并將PADC細(xì)胞系注射至小鼠的胰腺內(nèi)。

結(jié)果表明NUFIP1敲除小鼠中腫瘤生長收到明顯抑制，并伴隨有腫瘤基質(zhì)內(nèi)核苷水平的顯著降低。后續(xù)的實(shí)驗證實(shí)，腫瘤基質(zhì)中CAF分泌的核苷激活了PDAC細(xì)胞中的MYC，進(jìn)而促進(jìn)了PDAC細(xì)胞對葡萄糖的攝取和利用。

最后，研究人員還在80個患者PDAC標(biāo)本中進(jìn)行了組織微陣列（TMA），發(fā)現(xiàn)PDAC腫瘤的基質(zhì)中NUFIP1蛋白的高表達(dá)與患者較差的預(yù)后相關(guān)。

NUFIP1蛋白的高表達(dá)與患者較差的預(yù)后相關(guān)

總的來說，研究人員發(fā)現(xiàn)，PDAC中CAF通過NUFIP1介導(dǎo)的核糖體自噬分泌核苷，通過上調(diào)PDAC細(xì)胞中MYC葡萄糖消耗，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。闡明了PDAC中一個全新的代謝網(wǎng)絡(luò)，為PDAC治療提供了一個靶向NUFIP1的潛在干預(yù)手段。

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