RAD51调治胰腺癌细胞增殖并有望成为预后标志物

胰腺癌死亡率在所有癌症中排第一，虽然近些年来在诊治上获得显著结果可是胰腺癌患者的总体生存率仍然较低，其5年存活率仅有6%[1]。因此，仍然迫切需深入研究胰腺癌的分子机制。

作者：王庆波

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胰腺癌死亡率在所有癌症中排第一，虽然近些年来在诊治上获得显著结果可是胰腺癌患者的总体生存率仍然较低，其5年存活率仅有6%[1]。因此，仍然迫切需深入研究胰腺癌的分子机制。

DNA损伤积累可引起不稳定并最终导致肿瘤发生[2]。一些研究中也证实DNA损伤响应因子到场在胰腺癌希望[3]。约有10％的散发性胰腺癌发生BRCA2突变，BRCA2是在DNA断裂修复和同源重组中起到重要作用的抑癌基因[4]。之前的报道也证实CHK1抑制剂具有临床治疗胰腺癌的潜力[5]。

RAD51是DNA损伤修复的重要组成部门。在KRAS突变驱动的结直肠癌中有报道发现RAD51为KRAS的下游并靶向MYC，到场照射诱导的DNA损伤应答和修复历程[6]。最近，复旦大学的Xiaomeng Zhang平分析了RAD51和KRAS突变之间的相关性，并分析了RAD51对胰腺癌细胞增殖和葡萄糖代谢的影响。而且试图确定潜在的分子机制， 研究人员发现RAD51到场了ROS和HIF1α卵白的调治。总体来说，该研究为胰腺癌提供了新的预测和治疗靶标。研究效果如下：

RAD51表达与胰腺癌预后关系

为了验证RAD51与胰腺癌预后的关系，研究人员使用TCGA数据库对RAD51与胰腺癌患者总生存率之间的相关性举行了深入分析。效果讲明，高表达RAD51的患者生存期相对较短（图1）。表2为RAD51表达与各项临床病理特征之间的关系。

图1 RAD51与胰腺癌预后关系

表1. 表2 RAD51在临床病理特征中的特征

RAD51促进胰腺癌细胞的增殖

为了进一步分析RAD51对胰腺癌细胞增殖的影响，研究人员建设PAN51-1和MIA PaCa-2缄默沉静RAD51模型。并使用rtPCR和WB验证基因缄默沉静效果（图2a，b）。随后，研究人员测定了CCK8增殖情况，以确认RAD51对细胞活力的影响。效果讲明，敲低PANC-1和MiaPaCa-2的RAD51可显著减毒增殖（图 2c，d）。此外，研究人员还开展了菌落形成试验，并进一步验证RAD51在胰腺癌细胞增殖中的作用。缄默沉静RAD51表达可显着削弱PANC-1和MiaPaCa-2细胞的集落形成能力（图 2 e，h）。总之，以上效果讲明RAD51可以正调控胰腺癌细胞的增殖。

图RAD51 调治胰腺癌细胞增殖

RAD51受KRAS调控

研究人员认为RAD51可能是KRAS通路的下游。通过在HEK293T细胞中过表达KRAS G12D，研究人员视察到RAD51 mRNA和卵白质水平均增加（图3a，b）。缄默沉静KRAS在PANC-1和的MiaPaCa-2细胞表达（图3 c），rtPCR和WB效果分析讲明，KRAS敲低可导致RAD51转录和卵白质水平降低（图3 d，e）。

KRAS突变导致MEK / ERK的组成型激活。使用MEK抑制剂UO126抑制了该信号途径。UO126处置惩罚可降低RAD51 mRNA和卵白质表达水平（图3 f，g）。研究人员还分析了包罗TCGA的患者中RAD51表达与KRAS表达之间的相关性。发现，KRAS表达与RAD51表达呈正相关（图3 h）。因此，以现在的效果讲明，KRAS / MEK / ERK激活可以增加胰腺癌细胞中RAD51的表达。

图3 RAD51是KRAS的下游靶标

RAD51调治ROS和HIF1α表达

先前的研究讲明，细胞内ROS水平的升高可导致DNA损伤和修复途径的激活。可是，很少研究DNA损伤和修复机制对ROS发生的影响。研究人员评估了RAD51缄默沉静对PANC-1和MiaPaCa-2细胞中ROS发生的影响。据视察，缄默沉静RAD51细胞内ROS发生在胰腺癌细胞显著增加（图4 a，b）。由于细胞中的ROS积累可导致HIF1α稳定性发生变化，因此研究人员评估了RAD51对HIF1α的影响。正如预期假设，在RAD51缄默沉静的PANC-1和Mia PaCa-2细胞中，HIF1α卵白水平显着下降，进一步证明RAD51对HIF1α卵白水平调治的努力影响（图 4c，d）。

图4 RAD51 调治ROS 和HIF1α 表达水平

RAD51调治胰腺癌细胞中的有氧糖酵解

RAD51调治HIF1α卵白水平，而HIF1α是葡萄糖代谢转化的调治剂。因此，研究人员对RAD51在胰腺癌细胞糖酵解的影响举行了分析。敲除RAD51可抑制糖酵解， Seahorse ECAR丈量中反映效果（图5a，b）。

在糖酵解历程中，线粒体呼吸被抑制，导致OCR降低。随后丈量RAD51缄默沉静的胰腺癌细胞中的OCR值。Seahorse细胞分析效果讲明，降低的RAD51表达可增加OCR值，进一步证实了RAD51调治葡萄糖酵解的假说（图5c，d）。此外，研究人员还评估RAD51对乳酸发生的影响，即通过糖酵解代谢葡萄糖的产物（图 5 E，F）。有氧糖酵解是由一系列糖酵解基因催化的历程，涉及摄入代谢为乳酸的葡萄糖。在这些糖酵解基因中，有些是HIF1α靶标，包罗GLUT1，HK2和LDHA。研究人员RAD51对这些基因表达的影响。如图5 g–i所示，RAD51的敲低降低了GLUT1，HK2和LDHA的表达，进一步验证了RAD51对糖酵解的影响。

图5 RAD51调治胰腺癌细胞糖酵解

RAD51与胰腺癌患者糖酵解基因呈正相关

为了进一步证实上述体外视察，研究人员探讨了胰腺癌患者RAD51表达与HIF1α靶向糖酵解酶之间的相关性。通过使用TCGA数据库举行表达分析，发现RAD51与包罗TCGA的患者的GLUT1，HK2和LDHA表达呈正相关且显着相关，进一步验证了RAD51对糖酵解的孝敬（图 6 a–c）。

图6 RAD51 调治胰腺癌患者葡萄糖酵基因高表达

研究人员发现RAD51表达升高预示着胰腺癌患者的预后更差。RAD51通过通过HIF1α增强有氧糖酵解来促进胰腺癌的希望（图7）。

图 7 RAD51促进胰腺癌细胞增殖的机制

总体而言，RAD51在胰腺癌中与总体生存预测以及可能的潜在机制相关的新作用。研究效果将为胰腺癌的新的预测和治疗目的提供新的偏向，并为展现胰腺癌的发生和生长中的DNA损伤和修复机制提供新偏向。

文献泉源：

RAD51 is a potential marker for prognosis and regulates cell proliferation in pancreatic cancer

参考文献：

1 The Lancet O. Pancreatic cancer in the spotlight. Lancet Oncol. 2014;15:241.

2 DeSantis C, Ma J, Bryan L, Jemal A. Breast cancer statistics, 2013. CA Cancer J Clin. 2014;64(1):52-62.

2 Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2015. CA Cancer J Clin. 2015;65:5–29.

3 Pihlak R, Valle JW, McNamara MG. Germline mutations in pancreatic cancer and potential new therapeutic options. Oncotarget. 2017;8:73240–57.

4 Luo G, Lu Y, Jin K, Cheng H, Guo M, Liu Z, Long J, Liu C, Ni Q, Yu X. Pancreatic

cancer: BRCA mutation and personalized treatment. Expert Rev Anticancer Ther. 2015;15:1223–31.

5 Russell R, Perkhofer L, Liebau S, Lin Q, Lechel A, Feld FM, Hessmann E, Gaedcke J, Güthle M, Zenke M, Hartmann D, von Figura G, Weissinger SE, Rudolph KL, Möller P, Lennerz JK, Seufferlein T, Wagner M, Kleger A. Loss of ATM accelerates pancreatic cancer formation and epithelial–mesenchymal transition. Nat Commun. 2015;6:7677.

6 Li Y, Wang WY, Xiao JH, Xu F, Liao DY, Xie L, Wang J, Luo F. Overexpression of Rad51 predicts poor prognosis in colorectal cancer: our experience with 54 patients. PLoS ONE. 2017;12:e0167868.