結直腸癌（CRC）是世界第三大常見(jiàn)癌癥，是我國發(fā)病人數第二高的癌癥，僅次于肺癌。且近幾年發(fā)病率和死亡率都呈現上升趨勢，雖針對結直腸癌EGFR突變研發(fā)的靶向藥在一定程度上改善了患者的生存，但仍有大量患者攜帶KRAS突變，無(wú)法從中受益，因此新的靶向治療的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

 研究背景 

結直腸癌的病變與一系列基因突變有關(guān)，其中APC和KRA就是其中常見(jiàn)的突變基因。APC功能的喪失是大腸癌發(fā)生的早期事件之一，約85%的結直腸癌存在A(yíng)PC的缺陷。同時(shí)，45%的CRC會(huì )發(fā)生KRAS突變，并驅動(dòng)CRC進(jìn)展。APC丟失和KARS的突變協(xié)同誘導結直腸癌的耐藥性，增加治療難度，因此，迫切需要針對APC/KRAS突變的結直腸癌新療法。合成致死篩選結果顯示CRISPR/Cas9敲除膽固醇生物合成基因與細胞活力的不相容，證明了膽固醇生物合成對腫瘤發(fā)展至關(guān)重要[6]。但是他汀類(lèi)藥物對于CRC的治療效果有限，然而目前尚未清楚影響APC/KRAS突變型結直腸癌的是膽固醇生物合成途徑中哪些中間代謝物影響后續級聯(lián)反應。為此，研究團隊展開(kāi)試驗旨在確認影響APC/KRAS突變型CRC的膽固醇代謝途徑和驗證PCSK9對APC/KRAS突變型結直腸癌的影響。

而類(lèi)器官技術(shù)由于其能夠最大程度還原體內細胞三維結構和原代組織的生理學(xué)、組織學(xué)、遺傳學(xué)等特征在近幾年倍受科研人員和臨床醫生的歡迎。近些年，越來(lái)越多學(xué)者對利用類(lèi)器官模型得到的實(shí)驗證據表達高度認可并運用于研究中。

今天，小編就來(lái)帶大家看一篇2022年7月發(fā)布于Nature子刊的一篇名為The cholesterol uptake regulator PCSK9 promotes and is a therapeutic target in APC/KRAS-mutant colorectal cancer （IF:11.8780)的APC/KRAS結直腸癌新治療靶點(diǎn)機制研究前沿文章。

團隊研究確定PCSK9是調節膽固醇穩態(tài)的關(guān)鍵基因，PCSK9過(guò)表達可誘導癌變減少膽固醇攝取，在A(yíng)PC/KRAS突變型CRC中誘導膽固醇從頭生物合成，并伴有香葉基香葉基二磷酸（GGPP）增加，該代謝產(chǎn)物可激活KRAS/MEK/ERK級聯(lián)反應以促進(jìn)腫瘤細胞生長(cháng)。團隊利用CRC等基因細胞系、類(lèi)器官和異種移植模型驗證了PCSK9抑制劑對APC/KRAS突變型CRC腫瘤的靶向殺傷效果，特別是與辛伐他汀聯(lián)合使用，表明PCSK9是大部分CRC患者的治療靶點(diǎn)，而且PCSK9過(guò)表達可預測APC/KRAS突變型CRC患者的生存率較差。

 研究思路 

 研究結果 

圖2  PCSK9抑制劑對人APC/KRAS突變型CRC類(lèi)器官有顯著(zhù)抑制作用

圖3  通過(guò)qPCR和Wastern blot確定抑制膽固醇的生物合成途徑

圖4  PCSK9抑制劑對結直腸類(lèi)器官ABCA1沒(méi)有抑制作用

圖5  PCSK9抑制劑對KRAS野生型類(lèi)器官沒(méi)有影響

在驗證PCSK9抑制劑能夠在體內外抑制突變型結直腸癌發(fā)展的實(shí)驗中，運用了患者來(lái)源的APC/KRAS突變型CRC類(lèi)器官進(jìn)行試藥，發(fā)現PCSK9抑制劑對類(lèi)器官具有顯著(zhù)抑制作用，而PCSK9抑制劑對非PC/KRAS突變型CRC類(lèi)器官則沒(méi)有抑制作用或無(wú)影響。

 研究亮點(diǎn) 

研究證明膽固醇攝取調節因子PCSK9是APC/KRAS突變型結直腸癌的致癌因子。APC/KRAS突變型結直腸癌通過(guò)誘導PCSK9過(guò)度表達促進(jìn)癌癥發(fā)生發(fā)展進(jìn)程。此外，PCSK9可以與他汀類(lèi)藥物聯(lián)合靶向用藥，從而達到抑制APC/KRAS突變的結直腸癌發(fā)展的效果。明確PCSK9可能是APC/KRAS突變大腸癌的致癌因子和潛在治療靶點(diǎn)。

 前景展望 

從2009年類(lèi)器官技術(shù)元年發(fā)展至今，類(lèi)器官構建技術(shù)已經(jīng)較為成熟，逐漸成為科研、臨床、生產(chǎn)等多領(lǐng)域中的熱門(mén)助手。2013年，類(lèi)器官技術(shù)被Science評為年度生命科學(xué)技術(shù)。2019年，Science, Nature, Cell相繼推出類(lèi)器官特刊。2021年，疾病類(lèi)類(lèi)器官模型被列為我國“十四五”首批重點(diǎn)專(zhuān)項。2022年7月10日，國內首個(gè)類(lèi)器官領(lǐng)域專(zhuān)家共識正式發(fā)布，推動(dòng)類(lèi)器官藥敏技術(shù)更好幫助臨床精準治療。近幾年，期刊上也越來(lái)越多出現借助類(lèi)器官模型輔助研究的高質(zhì)量科研文章。就如本文章，研究團隊就在論證過(guò)程中運用了類(lèi)器官實(shí)驗的結果為結論提供證據。相信隨著(zhù)類(lèi)器官技術(shù)的突破與經(jīng)驗的積累，結合產(chǎn)學(xué)研醫的跨界合作，類(lèi)器官技術(shù)一定會(huì )不斷地在推動(dòng)下向前發(fā)展，為科研、臨床、新藥研發(fā)等領(lǐng)域做出更多貢獻。

 精科類(lèi)器官亮點(diǎn) 

精科醫學(xué)作為國內類(lèi)器官技術(shù)轉化先行者，對結直腸癌類(lèi)器官的相關(guān)研究與臨床應用更是走在行業(yè)前列。我們在結直腸癌類(lèi)器官（原位以及轉移灶）培養方面積累了豐富經(jīng)驗，且擁有成熟的癌組織超微量建模技術(shù)，一份微量樣本可以同時(shí)實(shí)現類(lèi)器官建模和NGS測序，能夠在少量樣本的情況下為患者提供更多檢測服務(wù)，給臨床患者帶來(lái)更大獲益。此外，我們還和多家醫院和科研機構開(kāi)展科研和臨床合作。目前我們已經(jīng)在類(lèi)器官微量建模、類(lèi)器官鑒定、藥物敏感性檢測方法、類(lèi)器官共培養等多個(gè)重要技術(shù)上實(shí)現突破，并已建立相關(guān)實(shí)驗室標準。

PIC. 依次為 精科腸癌類(lèi)器官HE圖片（圖a） 精科腸癌類(lèi)器官熒光照片（圖b-c） 精科類(lèi)器官平臺用于超微量建模的腸癌肝穿樣本圖（圖d）