关于《
Nature Communications
》期刊大家褒贬不一,不过作为
10
几分的
Nature
子刊,质量还是有一定保证的,而且一般来说工作量也不小,
7
个实打实的
Figure+
多个附图算是比较常见的结构。
不过,今天介绍的文章算是有些“另类”:正文只有
5
个
Figure+1
个机制图,一开始我也以为是“关系稿”,但看完后觉得这研究还真是有亮点,比如文章的题目:
A decision point between transdifferentiation and programmed
cell death priming controls KRAS-dependent pancreatic cancer development
,即
转分化
与程序性细胞死亡启动之间的
决策点
控制
KRAS
依赖的胰腺癌发展
。
研究主要发现:
KRAS
驱动的胰腺癌发生过程中,
TAK1
通过
抑制程序性细胞死亡(
PCD
)
和
促进细胞转分化
,促进胰腺导管腺癌(
PDAC
)发展;而抑制
TAK1
可诱导
PCD
并预防
PDAC
发生,为胰腺癌的预防和治疗提供了新靶点。
换句话说:
在
PDAC
腺泡
-
导管化生(
ADM
)过程中,
TAK1
决定了细胞命运的方向:如果被抑制了,就走程序性死亡
PCD
这条路(抗癌);如果发挥功能,就促进
PDAC
进展(促癌),
TAK1
就叫“
决策点
”
(
学了个新名词
)。所以本质上来说,
这也是一个研究“平衡”与“失衡”的框架(
国自然假说中最多的一种模式:平衡与失衡,除了Th17/Treg、M1/M2外还有哪些?
):
从促癌
-
抗癌来看,是一个主题;但从
PCD
(抗癌)和转分化(促癌)来说又是两个主题。
下面我们大致看一下文章的研究工作。
胰腺导管腺癌(
PDAC
)是胰腺癌中最常见且最致命的类型,其治疗效果极差,即使是新型免疫疗法或个性化治疗也收效甚微。这种困境促使研究团队思考:
胰腺癌的早期发生过程中究竟发生了什么,以至于它如此难以攻克?
胰腺癌的发生与
KRAS
基因突变密切相关,而
KRAS
突变在大多数
PDAC
中普遍存在。因此,
研究团队决定
从胰腺癌的早期阶段
——
腺泡
-
导管化生(
ADM
)
入手,探索其背后的分子机制
。
1 ADM
过程中的细胞死亡调控:一个意外的发现
研究团队首先关注了胰腺癌发生过程中的一个关键步骤
——
腺泡
-
导管化生(
ADM
)
:
胰腺腺泡细胞会去分化并转化为具有导管特征的祖细胞
。
研究团队推测:
这种细胞命运的转变可能伴随着细胞死亡通路的激活或抑制
。通过分析
173
例人类
PDAC
样本,研究团队意外地发现,
程序性细胞死亡(
PCD
)的关键调控因子在
KRAS
驱动的
ADM
过程中被上调
。这表明,
这些细胞在转分化过程中可能被
“
预设
”
了死亡的命运,
而某种机制可能阻止了它们的死亡,从而促进了癌症的发生
。
2 TAK1
:细胞命运的
“
调控者
”
为了验证这一假设,研究团队利用
转基因小鼠模型
,
将
KRAS
突变特异性地引入胰腺腺泡细胞,并观察到
ADM
和
PanIN
病变的形成
。然而,当研究团队同时敲除
TAK1
基因时,这些病变几乎完全消失(
挽救实验
)。
这表明,
TAK1
可能是阻止细胞死亡的关键因子
。进一步的体外实验也证实了这一点:在
3D
胶原基质培养中,
TAK1
的缺失或抑制剂处理均能阻止腺泡细胞向导管细胞的转化
。这一发现让研究团队意识到,
TAK1
可能通过抑制细胞死亡来支持细胞的转分化和癌症的发生
。
3
细胞死亡通路的激活:
TAK1
缺失的后果
接下来,研究团队试图揭示
TAK1
缺失导致细胞死亡的
具体机制
。通过
在
体外培养的腺泡细胞中模拟
ADM
过程
,研究团队发现
TAK1
的缺失或抑制剂处理能够显著激活细胞凋亡和坏死通路
。具体来说,
TAK1
的缺失使得细胞对
TNF
诱导的细胞死亡变得敏感,表现为
CASP3
的激活(凋亡标志)和
MLKL
的磷酸化(坏死标志)
。这表明,
TAK1
的缺失使得细胞在转分化过程中失去了对细胞死亡的保护,从而导致了细胞的大量死亡。
4
从基础研究到临床应用:
TAK1
抑制剂的潜力
基于这些发现,研究团队进一步探索了
TAK1
抑制剂在临床样本中的效果。研究团队使用了来自
PDAC
患者的肿瘤类器官(
PDOs
)
,这些类器官能够更好地模拟原发肿瘤的生物学特性。令人兴奋的是,
TAK1
抑制剂在这些类器官中也表现出显著的细胞毒性,能够诱导细胞凋亡并抑制细胞增殖
。
这一结果表明,
TAK1
抑制不仅在基础研究中有效,还可能成为一种潜在的临床治疗策略。
5
免疫反应的沉默:
TAK1
抑制的另一面
最后,研究团队还探讨了
TAK1
抑制是否会引起炎症反应
。通过分析
PDAC
患者来源的肿瘤球体,研究团队发现
TAK1
抑制虽然能够诱导肿瘤细胞死亡,但并不会引起明显的免疫激活。
这一结果表明,
TAK1
抑制可能通过一种
“
免疫沉默
”
的方式诱导细胞死亡,
从而避免了炎症反应对肿瘤发展的潜在促进作用。