原创研究
彭楚楚, 周颖轩, 张秋琪, 翁晓玲, 刘 贇, 刘颖斌, 刘法涛
预出版日期: 2026-09-04
目的:探究多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly(ADP-ribose) polymerase,PARP]抑制剂奥拉帕尼(olaparib)联合共济失调毛细血管扩张突变(ataxia telangiectasia mutated,ATM)蛋白抑制剂KU-55933对胆囊癌细胞增殖、DNA损伤和凋亡的影响,并初步分析药物联合处理后肿瘤坏死因子α诱导蛋白3(tumor necrosis factor alpha-induced protein 3,TNFAIP3)相关的分子适应变化。
方法:以人胆囊癌细胞系GBC-SD和SGC-996为实验模型,首先采用CCK-8法和克隆形成实验检测奥拉帕尼联合KU-55933对细胞活力及增殖能力的影响,并进一步通过彗星实验、磷酸化组蛋白H2A.X(phosphorylated histone H2A.X,γH2AX)免疫荧光和蛋白质免疫印迹法检测DNA损伤及凋亡相关蛋白表达水平的变化。随后,以GBC-SD细胞为主要组学分析对象,结合全外显子测序(whole exome sequencing,WES)、整体转录组测序(bulk RNA-sequencing,bulk RNA-seq)和单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq),从候选突变特征、转录组变化和细胞状态特征等层面进行探索性分析。在此基础上,采用小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)瞬时转染技术敲低TNFAIP3基因表达,经蛋白质免疫印迹法验证敲低效率后,进一步通过CCK-8法、流式细胞术和蛋白质免疫印迹法评估TNFAIP3敲低对联合用药后胆囊癌细胞活力、凋亡水平以及cleaved PARP、TNFAIP3和信号转导与转录激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)等蛋白表达水平的影响。
结果:表型实验表明,与单药组相比,KU-55933与奥拉帕尼联合应用对胆囊癌细胞增殖能力的抑制作用更显著,并诱导了明显的DNA断裂和细胞凋亡。WES分析显示,与对照组相比,联合处理组GBC-SD细胞呈现出特定的候选差异变异特征。Bulk RNA-seq分析揭示,核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)等炎症相关生存通路是胆囊癌细胞应对双重DNA损伤压力的重要代偿途径,其负调控因子TNFAIP3在KU-55933与奥拉帕尼联合处理后转录水平显著上调。进一步的探索性scRNA-seq分析显示,在该数据集中,TNFAIP3高表达细胞在GBC-SD细胞的cluster 8亚群中相对富集。拟时序和干性分析结果提示,cluster 8细胞亚群位于预测演化轨迹末端附近并呈现较低干性,具有部分药物耐受持久性细胞(drug-tolerant persister,DTP)样转录特征。体外干预实验结果显示,敲低TNFAIP3表达可在一定程度上增强联合用药对胆囊癌细胞活力和增殖能力的抑制作用。
结论:ATM抑制剂KU-55933能够通过加剧DNA损伤显著增强胆囊癌细胞对奥拉帕尼的敏感性。探索性单细胞测序分析提示,KU-55933与奥拉帕尼联合处理组中部分胆囊癌细胞呈现低干性、DTP样转录特征,并伴随TNFAIP3表达水平升高。靶向TNFAIP3可能为进一步探索PARP抑制剂在胆囊癌中的应用及其联合干预策略提供线索。