本文由景杰学术团队原创解读
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食管鳞状细胞癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC），是发生于食管，向鳞状上皮分化的恶性肿瘤，占食管癌的绝大多数。预防措施不足和治疗技术不足导致五年生存率低下，迫切需要新的药物用于ESCC的预防或治疗。阿托伐他汀（Atorvastatin）是他汀家族的成员，是甲羟戊酸途径中3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶的抑制剂，已被用于降低胆固醇水平。越来越多的证据显示，他汀类药物还可以降低癌症的发病率。但是，他汀类药物的抗肿瘤机制尚未完全阐明。
近日，郑州大学基础医学院刘康栋教授在国际知名学术期刊Aging在线发表最新研究成果，研究证实了阿托伐他汀可抑制PDX模型中ESCC肿瘤的生长，并进一步运用蛋白质组学和磷酸化组学（景杰生物提供），深入阐释了阿托伐他汀抑制食管鳞状细胞癌细胞增殖的潜在机理。阿托伐他汀可抑制Ras信号通路、cAMP和Rap1信号通路。磷酸化蛋白质组结果表明，阿托伐他汀治疗后ERKT185 / Y187，CDK1T14和BRAC1S1189磷酸化介导的Th17细胞分化，Gap连接和铂类药物耐药途径被下调。
为了评估阿托伐他汀对ESCC生长的影响，研究者用不同浓度的阿托伐他汀处理了KYSE150和KYSE450细胞。结果表明，阿托伐他汀显著减弱了ESCC细胞的生长，而对正常食管上皮细胞系SHEE的影响较小。软琼脂试验数据表明，阿托伐他汀治疗强烈抑制KYSE150和KYSE450细胞的锚定非依赖性生长。这表明，阿托伐他汀抑制ESCC细胞的增殖和锚定非依赖性生长。
2阿托伐他汀处理的KYSE150细胞的蛋白组学和磷酸化组学分析
为了全面研究阿托伐他汀在ESCC中的机制，研究者将KYSE150细胞暴露于1μM阿托伐他汀24小时（DMSO作为对照）。随后，进行质谱分析，研究共定量到5031种蛋白质和5809个磷酸化位点。Figure 2、阿托伐他汀处理的ESCC细胞的分析
3蛋白质组学分析ESCC细胞中阿托伐他汀的作用方式
阿托伐他汀处理后共有185种蛋白质（占5031种蛋白质的3.6％）发生了显著变化，其中94种被上调，而91种被下调。许多与癌症发生有关的蛋白质如RhoA, Rap1和 Ras都发生了下调。GO分析表明，发生变化最大的两个生物学过程是小GTPase介导的信号转导和细胞内信号转导。与GO分析一致的是，KEGG数据库显示，大多数药物改变的蛋白质均与Ras信号通路相关。研究者认为，HMG-CoA还原酶是小G蛋白活性（如Ras和RhoA）所必需的。阿托伐他汀通过抑制HMG-CoA还原酶减少了甲羟戊酸途径的产生，从而抑制肿瘤。 Figure 3、蛋白质组学分析揭示了阿托伐他汀的抗肿瘤模式
研究者分析了阿托伐他汀处理后的磷酸化变化，鉴定到6988个磷酸化位点，其中定量到5809个位点。在所有定量的磷酸位点中， 375个磷酸位点发生了显著变化，261个位点发生上调，114个位点发生下调。进一步发现，ERKT185/Y187，CDK1T14和BRAC1S1189的磷酸化水平在阿托伐他汀处理后显著下调。Figure 4、磷酸化组学揭示了阿托伐他汀的抗肿瘤模式
近年来，基于质谱的蛋白质组学已成为全面探究蛋白质变化或修饰的方法。研究者利用高分辨率质谱检测阿托伐他汀处理后ESCC细胞的关键分子变化。蛋白质组学结果表明Ras信号通路明显下调。不仅如此，磷酸化蛋白质组还显示Th17细胞分化，Gap连接，铂类药物抗性以及孕酮介导的卵母细胞成熟途径被显著下调。这些途径中重要的蛋白质ERKT185 / Y187，CDK1T14和BRCA1S1189的磷酸化水平明显下调。在体内实验中，阿托伐他汀在患者源异种移植（PDX）模型中抑制了ESCC肿瘤的生长。这些结果表明阿托伐他汀抑制关键分子的活化，从而重新建立了肿瘤依赖性生长途径。
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Yuan Q, et al., Proteome and phosphoproteome reveal mechanisms of action of atorvastatin against esophageal squamous cell carcinoma. Aging.