Pharmacol Res | 黄晓颖/赵承光团队研究发现GPR37有望成为肺腺癌治疗的新靶点
肺癌是发病率和死亡率高，严重危害人类健康的恶性肿瘤[1]。肺腺癌（Lung adenocarcinoma，LUAD）是非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）的主要病理类型，占NSCLC的40%以上[2]。近年来，肺腺癌的治疗已由传统的手术治疗、化疗和放疗，发展到精准分子靶向治疗和免疫治疗[3]。目前约70%的NSCLC患者可以通过基因检测找到已知的驱动基因，并使用相应的靶向药物治疗，从而延长生存周期、提高生活质量[4, 5]，但仍有约30% NSCLC患者的驱动基因尚不明确导致无合适的靶向药物[6, 7]。因此，筛选新的驱动基因，寻找新的治疗靶点和治疗药物，具有非常重要的科学意义和临床价值。
2022年8月，温州医科大学附属第一医院/温州医科大学药学院黄晓颖/赵承光团队在国际期刊Pharmacological Research（IF=10.334）在线发表题为“GPR37 promotes cancer growth by binding to CDK6 and represents a new theranostic target in lung adenocarcinoma”的研究论文，通过TCGA数据库差异及预后分析及体内外实验研究发现G蛋白偶联受体7（GPR37）为肺腺癌新的驱动基因，采用计算机高通量虚拟的方法筛选到靶向抑制GPR37的天然产物---竹红菌乙素，并在体内外研究验证了竹红菌乙素可通过靶向GPR37抑制肺腺癌的发生发展，为肺腺癌治疗提供药物新靶点及新的候选药物。
为了探索肺腺癌发生发展的关键调控基因及其具体机制，研究者首先利用TCGA 数据库，筛选与预后最相关的生物标志物GPR37（图1A-B）。并通过生物信息分析（图1C）、免疫组化（图1D）、免疫印记实验（图1E）及蛋白组织芯片（图1F），发现GPR37 在肺腺癌组织样本中表达水平增加，同时生存分析表明GPR37高表达与肺腺癌不良预后相关（图1G）。因此，GPR37可能是肺腺癌患者不良预后的重要生物标志物。
图1. 肺腺癌患者癌组织和毗邻正常组织样本中GPR37的表达水平及预后的关系
（图源：Xie Xiaona, et al., Pharmacol Res, 2022）
G蛋白偶联受体主要是通过激活异源三聚体的G蛋白，将胞外信号转导到胞内，导致胞内信号分子的变化，激活下游信号通路引起一系列的生理和病理过程[8]。研究显示G蛋白偶联受体（G protein coupled receptor，GPCR）在肿瘤细胞增殖、血管生成、迁移和免疫逃逸等方面都起重要作用[9]。GPR37属于GPCR的一员，已有研究提示其与胃癌的发生、发展及转移密切相关[10]，但其在肺腺癌中的作用目前尚不清楚。为了探讨GPR37在肺腺癌发生发展中生物学功能，研究者通过体外实验证实敲减GPR37（图2A-B）可以抑制肺腺癌细胞的增殖和迁移能力（图2C-E），并使细胞周期阻滞在G1期（图2F）。
图2. 敲减GPR37可抑制人肺腺癌细胞增殖和迁移能力
（图源： Xie Xiaona, et al., Pharmacoll Res, 2022）
为进一步探索GPR37促进肿瘤发生发展的具体机制，研究者通过TCGA数据库KEGG通路富集到细胞周期通路（图3A）。Co-IP下拉实验与质谱检测，发现细胞周期G1期相关蛋白CDK6富集最为丰富（图3B-C）。Co-IP和免疫荧光共染实验证实GPR37与CDK6存在相互作用（图3D-E），提示CDK6可能是与GPR37相互作用的蛋白。异种移植瘤模型中肿瘤组织的Western Blotting 和免疫组化染色分析显示GPR37和CDK6在shGPR37组的表达量显著低于shNC组（图3F-G）。敲减 GPR37后过表达CDK6，细胞增殖能力回复（图3H）。这些结果表明，GPR37与CDK6（而不是CDK4、CyclinD1）存在相互作用，提示CDK6可作为GPR37潜在的下游靶点，并介导其在肺腺癌发生发展中的作用。
图3. TCGA数据库和质谱分析结果显示CDK6与GPR37蛋白相互作用
（图源：Xie Xiaona, et al., Pharmacol Res, 2022）
研究者采用天然产物数据库虚拟筛选得到一批潜在的GPR37抑制剂（图4A-B），并利用MTT实验初步发现竹红菌乙素抑制效果最明显。竹红菌乙素通过靶向GPR37抑制GPR37/CDK6复合物的形成，进而抑制CDK6信号通路在体内外发挥抗肺腺癌作用（图4D-E）。为了进一步研究竹红菌乙素的临床应用潜力，研究者将竹红菌乙素与临床广泛应用于肺腺癌的化疗药物紫杉醇在裸鼠体内进行比较，结果显示竹红菌乙素比紫杉醇显示出更好的抗肿瘤作用（图4F）。综上所述，与传统化疗药物相比，靶向 GPR37 可能是治疗肺腺癌的一种有前景的策略，而竹红菌乙素可能是一种潜在的 GPR37 抑制剂，有望成为抗肺腺癌新候选药物。
图4.天然产物中GPR37 靶向抑制剂的筛选及其作用机制研究
（图源：Xie Xiaona, et al., Pharmacol Res, 2022）
图5.本研究的机制图
（图源：Xie Xiaona, et al., Pharmacol Res, 2022）
该研究揭示了G蛋白偶联受体7（GPR37）在人肺腺癌组织中高表达，与预后不良相关，且GPR37和CDK6相互作用，从而促进肺腺癌细胞增殖、迁移，并在体内促进肿瘤形成，介导肺腺癌的发生发展（图5）。GPR37可能是肺腺癌的促癌基因，有望成为肺腺癌治疗的新靶点。此外，该研究接下来将采集肺腺癌患者的血液样本，检测循环中GRP37的表达，设计GPR37靶基因检测试剂盒，分析循环血中GRP37的表达与治疗疗效的相关性，以期为临床提供一个新的预测标志物。其次，该研究发现天然产物竹红菌乙素可以在体内外通过抑制GPR37/CDK6信号通路发挥抗肺腺癌作用，可作为一种新型的GPR37靶向抑制剂，并有望成为一种新的肺腺癌分子靶向治疗药物。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.phrs.2022.106389
研究团队成员温州医科大学附属第一医院谢小娜博士为第一作者，蔡学定副主任医师及博士生周峰为共同第一作者；温州医科大学附属第一医院黄晓颖教授为通讯作者，杨乐和博士、温州医科大学药学院赵承光特聘研究员为共同通讯作者。
通讯作者：黄晓颖
（照片提供自：黄晓颖/赵承光团队）
通讯作者简介（上下滑动阅读）
黄晓颖：教授，博士，博士生导师，浙江省“万人计划”科技创新领军人才, 浙江省“151”第一层次人才,浙江省卫生高层次创新人才，浙江省高校中青年学科带头人，浙江省首届“优秀内科医师”, 浙江省中西医结合一流学科负责人, 国家中医药管理局中西医结合临床重点学科实验室负责人, 温州市呼吸循环重点实验室副主任, 作为负责人获得中华医学科技奖二等奖、浙江省科技进步奖等多项省部级奖项。
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参考文献（上下滑动阅读）
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本文完