肝癌是全球健康面临的重大挑战，肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是其中最主要的病理学类型，约占所有肝癌病例的90%。尽管索拉非尼治疗晚期HCC方面已经取得显著进展，但由于肿瘤细胞易对其产生获得性耐药，这成为限制索拉非尼临床疗效的一大关键瓶颈。

近日，重庆大学附属肿瘤医院的李咏生教授课题组在本刊发表了题为“STIM1 promotes aAcquired resistance to sorafenib by attenuating ferroptosis in hepatocellular carcinoma”的研究论文，揭示了基质相互作用分子 1（Stromal interaction molecules 1, STIM1）通过SOCE-CaN-NFAT-SLC7A11信号轴抑制铁死亡从而导致HCC对索拉非尼产生获得性耐药的作用，提出了联合SKF96365靶向STIM1-SOCE能显著提高索拉非尼的对耐药HCC细胞的肿瘤杀伤效能，这一发现为克服HCC细胞对索拉非尼的获得性耐药提供了新策略。主要研究内容如下：

1.   STIM1和SOCE在索拉非尼获得性耐药HCC细胞模型中上调

采用浓度递增刺激法构建对索拉非尼产生稳定获得性耐药（SR）的Hep3B和MHCC97H细胞株，使用IC₅₀（图1A）和多药耐药蛋白表达水平鉴定耐药性。研究发现，STIM1的mRNA和蛋白水平在耐药细胞中显著上调（图1B、C），同时SOCE功能（图1D）显著增强。全转录组测序显示索拉非尼耐药（Sorafenib resistance, SR）与钙信号通路之间存在强相关性（图1E–G）。

图1 耐药性部分鉴定及STIM1表达和SOCE功能检测（原文中Figure 1）

2.   阻断STIM1提高HCC细胞株对索拉非尼的敏感性

为探究STIM1在SR HCC细胞株中的作用，作者团队对STIM1进行敲除或过表达（gain or loss function）。体外实验结果提示STIM1缺失（图2A）显著增强HCC细胞株对索拉非尼诱导细胞死亡的敏感性（图2B、C）；另外，阻断STIM1亦可在体内恢复耐药细胞异种移植瘤对索拉非尼的敏感性（图2D、E）。相反地，过表达STIM1则使HCC细胞株对索拉非尼耐受（图2F–H）。

图2 敲除或过表达STIM1对HCC细胞株索拉非尼敏感性的影响（原文中Figure 2A–D、F–H、J–L）

3.   STIM1通过促进GSH合成负向调控铁死亡

全转录组测序提示STIM1与谷胱甘肽（Glutathione, GSH）代谢之间存在强相关性。实验结果显示，敲除STIM1后，索拉非尼显著抑制SR HCC细胞株的GSH合成（图3A），从而诱导铁死亡发生（图3E–G）。过表达STIM1则呈现相反的现象。

图3 敲除STIM1对HCC细胞株索拉非尼诱导下谷胱甘肽合成和铁死亡水平的作用（原文中Figure 3D–G）

4.   STIM1通过SOCE-CaN-NFAT信号轴转录激活SLC7A11

为了进一步探索STIM1抑制铁死亡的机制，作者团队通过实验发现STIM1在体外和体内均促进SLC7A11的表达，并通过SOCE-CaN-NFAT信号通路上调SLC7A11的mRNA水平（图4A）。ChIP和双荧光素酶报告实验显示，在NFAT家族中，亚型NFATc2通过响应原件1（Response elements, RE1）提高SLC7A11的启动子活性（图4B、C）。

图4 STIM1转录激活SLC7A11（原文中Figure 5C、H、I）

5.   联合SKF96365靶向STIM1-SOCE增敏索拉非尼对获得性耐药HCC的抗肿瘤活性

最后，作者团队发现联合SOCE抑制剂SKF96365在体外以浓度依赖的方式提高索拉非尼诱导的SR HCC细胞的铁死亡和细胞死亡水平（图5A、B），在体内促进索拉非尼对SR HCC异种移植瘤的杀伤作用（图5C、D）和铁死亡水平。

图5 联用SKF96365与索拉非尼在体外和体内对SR HCC细胞的杀伤作用（原文中Figure 6A、B、D、E）

6.   总结

本研究发现了STIM1在索拉非尼耐受的HCC细胞中表达上调；证明了索拉非尼抵抗的HCC细胞铁死亡亦受阻；阐明了STIM1通过激活SOCE-CaN-NFAT-SLC7A11信号通路抑制铁死亡从而导致HCC对索拉非尼产生获得性耐药；提出了联用SOCE抑制剂SKF96365与索拉非尼能协同抑制HCC进展，可作为缓解索拉非尼耐药的新靶点。这一发现有望在未来的临床治疗中，为HCC患者提供更为有效的治疗方案。

文章来源

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304224000783

引用这篇文章：

Ren R, Chen Y, Zhou Y, et al. STIM1 promotes acquired resistance to sorafenib by attenuating ferroptosis in hepatocellular carcinoma. Genes Dis. 2024;11(6):101281.

Tags： 论文解读 | 李咏生教授团队揭示分子STIM1导致肝细胞癌索拉非尼获得性耐药的关键机制