黑色素瘤中对有丝分裂原活化蛋白激酶抑制剂(MAPKI)的内在耐药性和耐药性仍然是主要的治疗挑战。在这里,我们表明对MAPKI的抗临床发展与黑色素瘤抑制器自噬的肿瘤表达降低有关,而Beclin 1调节剂1(AMBRA1),AMBRA1的较低表达水平预测对MAPKI治疗的反应较差。功能分析表明,AMBRA1的丧失会诱导表型切换,并通过激活局灶性粘附激酶1(FAK1)来策划细胞外信号 - 调控激酶(ERK) - 独立的抗电阻机制。在体外和体内环境中,具有低AMBRA1表达的黑色素瘤对MAPKI疗法表现出内在的抗药性,但对FAK1抑制的敏感性更高。最后,我们表明,最初的MAPKI-敏感黑色素瘤的抗性快速发展归因于以低AMBRA1表达为特征的先前存在的亚克隆,并且与MAPKI和FAK1抑制剂(FAKI)共同处理可有效防止这些肿瘤中抗性的发展。总而言之,我们的发现强调了AMBRA1表达在预测黑色素瘤对MAPKI的反应并支持Faki克服MAPKI诱导抗性的治疗功效的值。
MAPK 抑制剂 (MAPKi) 仍然是转移性黑色素瘤标准治疗的重要组成部分。然而,对这些药物的获得性耐药性限制了它们的治疗效果。肿瘤细胞可以通过重新激活 ERK 而对 MAPKi 产生抗性。当发生这种情况时,肿瘤通常对停药变得敏感。这种药物成瘾表型是由致癌途径的过度激活引起的,这种现象通常被称为致癌基因过量。几种反馈机制参与调节 ERK 信号传导。然而,在突变黑色素瘤中充当致癌基因过量守门人的基因仍然未知。在这里,我们证明 ERK 磷酸酶 DUSP4 的耗竭会导致药物初治和药物耐药突变黑色素瘤细胞中的 MAPK 活化达到毒性水平。重要的是,ERK 过度激活与谱系定义基因(包括 MITF)的下调有关。我们的研究结果为治疗获得性 MAPKi 耐药性和无法耐受 MAPKi 的突变黑色素瘤患者提供了一种替代治疗策略。
近年来,患者来源的原代细胞培养物在癌症临床前检测(包括药物筛选和遗传毒性研究)中的应用有所增加。然而,它们的转化价值受到多种限制的制约,包括可能由培养条件引起的多变性。在这里,我们表明常用于繁殖原代黑色素瘤培养物的培养基组成限制了它们对其肿瘤来源的代表性和细胞可塑性,并改变了它们对治疗的敏感性。事实上,我们建立并比较了不同黑色素瘤患者的培养物,这些培养物在低酪氨酸(Ham's F10)或高酪氨酸(补充酪氨酸的 Ham's F10 或 RPMI1640 或 DMEM)培养基中平行繁殖。酪氨酸是黑色素生物合成的前体,该过程在分化的黑色素细胞和黑色素瘤细胞中特别活跃。出乎意料的是,我们发现高酪氨酸浓度会促进早期表型向间充质样或衰老样表型转变,并阻止具有分化特征的黑色素瘤细胞培养物的建立,我们发现这些特征在人类临床活检中经常出现。此外,在这些培养条件下出现的侵袭性表型似乎是不可逆的,并且如预期的那样,与对 MAPKi 的内在抗性有关。与此形成鲜明对比的是,分化的黑色素瘤细胞培养物在低酪氨酸培养基中增殖时保留了它们的表型,更重要的是它们的表型可塑性,这是黑色素瘤细胞的一个关键特征。总之,我们的研究结果强调了在低酪氨酸培养基中培养黑色素瘤细胞的重要性,以保持其表型的起源身份和细胞可塑性。