AR抑制劑不能增強(qiáng)PARP抑制劑對(duì)HR正常前列腺癌的療效，反而通過阻滯細(xì)胞周期削弱其作用。DNA修復(fù)不受AR直接調(diào)控，協(xié)同作用缺乏理論支持。成果發(fā)表在PNAS雜志（IF：9.1）；

原文鏈接：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.06.02.657429v1

《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》簡稱PNAS，創(chuàng)刊于1915年，是美國國家科學(xué)院的官方學(xué)術(shù)期刊，是世界公認(rèn)的頂級(jí)綜合性科學(xué)周刊之一。它致力于發(fā)表具有杰出原創(chuàng)性、重要科學(xué)貢獻(xiàn)和廣泛跨學(xué)科影響的前沿研究。發(fā)表涵蓋生物科學(xué)、物理科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程學(xué)等幾乎所有自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)分支的研究。年文章數(shù)約3000篇；提供混合開放獲取模式。

研究背景：

當(dāng)前，針對(duì)同源重組修復(fù)功能正常的去勢(shì)抵抗性前列腺癌，臨床前研究曾提出雄激素受體（AR）通路抑制劑與聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）抑制劑聯(lián)合治療的協(xié)同作用假說。該假說基于AR可調(diào)控DNA損傷修復(fù)基因（如BRCA1/2）表達(dá)的理論，認(rèn)為抑制AR通路可誘導(dǎo)“BRCAness”表型，從而增強(qiáng)腫瘤對(duì)PARP抑制劑的敏感性。然而，多項(xiàng)臨床研究顯示，該聯(lián)合方案在HR正?；颊咧袃H帶來有限的生存獲益，且美國食品藥品監(jiān)督管理局未批準(zhǔn)其用于HR正常人群，凸顯了現(xiàn)有理論與臨床結(jié)果之間的顯著矛盾。這一爭(zhēng)議促使研究人員重新審視AR與DNA修復(fù)之間的調(diào)控關(guān)系，并深入探究在HR正常前列腺癌模型中AR抑制劑與PARP抑制劑相互作用的真實(shí)機(jī)制。

研究方法：

研究采用多種同源重組修復(fù)功能正常（HR-proficient）的前列腺癌細(xì)胞系（包括去勢(shì)敏感型LNCaP和去勢(shì)抵抗型22RV1、LNCaP-abl等）以及HR缺陷型對(duì)照細(xì)胞（BRCA2缺失的LuCaP176細(xì)胞），系統(tǒng)評(píng)估了雄激素受體靶向療法與PARP抑制劑的相互作用。在方法學(xué)上，研究通過細(xì)胞活力檢測(cè)（Cell Titer Glo）評(píng)估藥物單用及聯(lián)用的效果；利用γH2AX和RAD51免疫熒光染色定量分析DNA損傷與修復(fù)狀態(tài)；采用RNA測(cè)序和ATAC測(cè)序分別在轉(zhuǎn)錄組和染色質(zhì)可及性層面解析藥物處理的分子變化；并通過免疫印跡驗(yàn)證關(guān)鍵蛋白表達(dá)。為驗(yàn)證細(xì)胞周期的作用，研究使用了CDK4/6抑制劑帕博西尼（palbociclib）和CDK7抑制劑SY-1365進(jìn)行功能干預(yù)。此外，研究還結(jié)合了公共臨床轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，分析雄激素剝奪治療（ADT）前后患者腫瘤中細(xì)胞周期相關(guān)通路的變化，從而在臨床樣本層面佐證機(jī)制發(fā)現(xiàn)。整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)涵蓋了從體外模型到臨床關(guān)聯(lián)的多層次驗(yàn)證，系統(tǒng)闡明了藥物響應(yīng)機(jī)制。

主要研究結(jié)果：

1. AR抑制在前列腺癌去勢(shì)敏感或去勢(shì)抵抗模型中均不與PARP抑制產(chǎn)生協(xié)同作用

在雄激素剝奪或使用恩雜魯胺抑制AR信號(hào)后，去勢(shì)敏感型前列腺癌細(xì)胞（LNCaP）對(duì)多種PARP抑制劑（包括奧拉帕利、盧卡帕利、他拉唑帕利及AZD-5305）的敏感性顯著下降，表現(xiàn)為IC50值上升。然而，在去勢(shì)抵抗型前列腺癌細(xì)胞系（22RV1、LN95、LNCaP-abl）中，AR抑制并未改變其對(duì)PARP抑制劑的敏感性。即使在臨床相關(guān)濃度下（10 μM恩雜魯胺與1 μM PARPi），聯(lián)合用藥也未能比單一用藥顯示出額外的細(xì)胞生長抑制優(yōu)勢(shì)。這些結(jié)果證明，AR抑制不僅無法與PARP抑制劑在HR正常的癌細(xì)胞中產(chǎn)生協(xié)同作用，反而在去勢(shì)敏感模型中會(huì)削弱PARP抑制劑的療效。

圖1，AR抑制不改變?nèi)?shì)抵抗性前列腺癌對(duì)PARP抑制的敏感性

2. PARP抑制劑治療可調(diào)控AR相關(guān)基因的表達(dá)

隨后，研究人員通過轉(zhuǎn)錄組分析揭示了PARP抑制劑在有無AR抑制條件下對(duì)HR正常前列腺癌細(xì)胞基因表達(dá)的影響。結(jié)果顯示，PARP抑制劑處理顯著誘導(dǎo)了CYP家族基因（如CYP1A、CYP1B）的表達(dá)。通路富集分析表明，在雄激素（DHT）存在的條件下，PARP抑制劑激活了p53通路并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時(shí)抑制了細(xì)胞周期相關(guān)通路（如E2F靶標(biāo)、G2/M檢查點(diǎn)）；而在雄激素剝奪條件下，這些細(xì)胞周期和凋亡通路的改變顯著減弱甚至消失。這一發(fā)現(xiàn)與圖1中觀察到的生長抑制結(jié)果一致，表明PARP抑制劑的抗癌效果依賴于雄激素存在下的細(xì)胞周期進(jìn)程，而非通過AR直接調(diào)控的DNA修復(fù)通路。

圖2，PARP抑制誘導(dǎo)細(xì)胞周期和DNA損傷應(yīng)答通路的變化

進(jìn)一步的研究結(jié)果揭示了PARP抑制劑對(duì)AR驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用及機(jī)制。RNA-seq分析顯示，在DHT刺激的22RV1細(xì)胞中，PARP抑制劑能夠抑制一部分雄激素響應(yīng)基因的誘導(dǎo)表達(dá)（Cluster 2與Cluster 4），這些基因富集于細(xì)胞周期與代謝通路；而在LNCaP細(xì)胞中，PARP抑制劑僅對(duì)少量AR調(diào)控基因有抑制作用。ATAC-seq分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，PARP抑制劑（如奧拉帕利）在DHT存在時(shí)會(huì)導(dǎo)致一部分染色質(zhì)區(qū)域的可及性降低，但這種變化與基因表達(dá)改變的重合度很低。例如，LRRC4基因的可及性雖受DHT調(diào)控，卻不受奧拉帕利影響。這些結(jié)果綜合表明，PARP抑制劑對(duì)AR調(diào)控基因表達(dá)的影響主要在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生，而非通過改變?nèi)旧|(zhì)可及性來實(shí)現(xiàn)。

圖3，PARP抑制劑對(duì)AR驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用及機(jī)制

3. 雄激素剝奪或AR抑制不會(huì)抑制DNA修復(fù)。

RNA-seq分析顯示，無論是在雄激素剝奪還是DHT處理的條件下，DNA修復(fù)相關(guān)基因（包括先前報(bào)道的AR靶基因如BRCA2）的表達(dá)均未受到顯著抑制。ATAC-seq數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)，AR抑制并未改變BRCA1/BRCA2等關(guān)鍵修復(fù)基因位點(diǎn)的染色質(zhì)可及性。功能實(shí)驗(yàn)通過γH2AX焦點(diǎn)形成檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在去勢(shì)敏感LNCaP細(xì)胞中，雄激素剝奪反而減弱了PARP抑制劑（奧拉帕利）誘導(dǎo)的DNA損傷；而在去勢(shì)抵抗22RV1細(xì)胞中，DNA損傷水平不受雄激素狀態(tài)影響。這些證據(jù)一致表明，AR通路抑制并不直接削弱前列腺癌細(xì)胞的DNA修復(fù)能力，也無法增強(qiáng)PARP抑制劑所致的DNA損傷。

圖4，AR不直接調(diào)控DNA修復(fù)基因的表達(dá)

4. 細(xì)胞周期進(jìn)展是響應(yīng)PARP抑制的必要條件

研究發(fā)現(xiàn)，在去勢(shì)敏感LNCaP細(xì)胞中，高劑量DHT（10 nM）誘導(dǎo)的細(xì)胞生長抑制會(huì)嚴(yán)重削弱奧拉帕利的療效，其效果甚至強(qiáng)于雄激素剝奪。為驗(yàn)證這一現(xiàn)象是否存在于患者體內(nèi)，研究人員分析了公共臨床測(cè)序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)雄激素剝奪治療（ADT）顯著抑制了患者腫瘤中細(xì)胞周期相關(guān)通路（E2F靶點(diǎn)、G2/M檢查點(diǎn)）的基因表達(dá)，確認(rèn)ADT在臨床上確實(shí)會(huì)引起細(xì)胞周期停滯。為直接驗(yàn)證細(xì)胞周期的作用，研究使用CDK4/6抑制劑帕博西尼（Palbociclib）誘導(dǎo)G1期阻滯，發(fā)現(xiàn)這顯著降低了多種PARP抑制劑（奧拉帕利、盧卡帕利、他拉唑帕利、AZD-5305）在HR正常前列腺癌細(xì)胞中的療效。這種效應(yīng)并不僅限于PARP抑制劑，同樣也削弱了傳統(tǒng)DNA損傷化療藥物（如順鉑、依托泊苷、多柔比星）的作用，表明細(xì)胞周期依賴性是DNA損傷類藥物的普遍機(jī)制。有趣的是，在HR缺陷（BRCA2缺失）的LuCaP176細(xì)胞模型中，使用CDK7抑制劑SY-1365抑制細(xì)胞增殖，并未削弱奧拉帕利的療效。這揭示了一個(gè)關(guān)鍵差異：細(xì)胞周期進(jìn)展僅是HR正常細(xì)胞響應(yīng)PARP抑制的必要條件，而在HR缺陷細(xì)胞中并非必需。

圖5，抑制細(xì)胞周期進(jìn)展會(huì)削弱對(duì)PARP抑制劑的治療反應(yīng)。

5. 全文總結(jié)

本研究顛覆了“AR抑制劑通過抑制DNA修復(fù)來協(xié)同PARP抑制劑”的傳統(tǒng)理論，首次揭示在HR正常前列腺癌中，細(xì)胞周期進(jìn)展才是PARP抑制劑起效的關(guān)鍵前提。AR抑制劑會(huì)誘導(dǎo)G1期阻滯，從而削弱PARP抑制劑的療效，這解釋了二者聯(lián)合療法在HR正常患者中效果不佳的原因。該發(fā)現(xiàn)提示臨床應(yīng)避免對(duì)HR正?；颊呗?lián)合使用PARP抑制劑與細(xì)胞周期阻滯類藥物（如ADT），同時(shí)支持繼續(xù)探索該聯(lián)合方案在HR缺陷患者中的應(yīng)用。盡管研究主要基于細(xì)胞模型且深層機(jī)制有待闡明，但其結(jié)論為前列腺癌精準(zhǔn)治療提供了重要的理論轉(zhuǎn)向與臨床指導(dǎo)依據(jù)。