胃癌是全球第二大常见的恶性肿瘤，也是癌症患者死亡的第三大主要原因。目前，手术仍是最有可能治愈该疾病的方法。但是，由于早期诊断技术的缺乏，大多数胃癌患者在确诊时就已错过最佳的手术切除时间，使得化疗成为现阶段胃癌患者的首选方案。
作为化疗药物之一的传统型紫杉类药物难溶于水，助溶剂会增加其毒副反应和降低化疗疗效。白蛋白结合型紫杉醇（nab-紫杉醇）是利用纳米技术将白蛋白作为载体来运输紫杉醇的新型药物。这种新剂型既能够提高药物的溶解性，又可以降低溶剂对患者的危害性。目前，nab-紫杉醇已被引入胃癌相关的临床试验，但结果往往因为耐药问题而效果不理想[1]。现阶段，胃癌患者对nab-紫杉醇耐药的分子机制急需解决。
一般情况下，耐药主要分为原发性耐药和继发性耐药两种：原发性耐药指的是在化疗之前，肿瘤已具备的抗药能力；继发性耐药是指肿瘤在药物处理后才出现的抗药特征[2]。已有越来越多的研究表明，肿瘤干细胞（CSCs）参与肿瘤异质性和原发性耐药，靶向CSCs相关标记物、信号通路或微环境，有利于削弱肿瘤细胞的化疗抵抗性[3,4]。
近日，由复旦大学中山医院崔越宏和刘天舒领衔的研究团队在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research期刊发表重要研究成果。他们发现ZFP64/GAL-1信号通路能够抑制nab-紫杉醇对胃癌患者的治疗作用，并且抑制该通路也能够减弱肿瘤免疫抑制微环境，同时促进nab-紫杉醇对胃癌的治疗效果[5]。
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为了解决胃癌患者抵抗nab-紫杉醇治疗的问题，研究人员既比较了肿瘤组织与癌旁组织的差异表达基因，也比较了响应和不响应nab-紫杉醇治疗患者的肿瘤组织，随后将这两组所得的差异基因取了交集，从而筛选到最显著改变的基因——ZFP64。
他们发现：ZFP64表达量越高，患者的预后越差。此外Cox回归分析也显示ZFP64是胃癌患者的独立预后因素。
▲ ZFP64与患者预后的关系
为了进一步确定ZFP64促进胃癌患者抵抗nab-紫杉醇，研究人员首先基于临床数据发现ZFP64与肿瘤转移有关。其次，通过体外实验证明，敲低ZFP64确实能够抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭，以及下调上皮间充质转化（EMT）相关标志物。
除此之外，RNA-seq的通路富集结果也发现ZFP64与凋亡途径、肿瘤干性存在一定联系，并经实验验证确实如此。
▲ ZFP64降低肿瘤细胞的成球能力（与肿瘤干性有关）
随后，体内实验也证明：ZFP64表达量越高，肿瘤对nab-紫杉醇的药物敏感度就越低。
▲ ZFP64促进肿瘤对nab-紫杉醇的抵抗性
在发现ZFP64基因确实影响nab-紫杉醇对胃癌患者的治疗后，接下来就要搞清楚为什么？！以及how？！
目前已有文章报道ZFP64可以作为转录因子[6]，于是研究人员猜想：ZFP64在胃癌中是否也同样会扮演转录因子的角色呢？如果是，被ZFP64调控的靶基因是否与肿瘤耐药相关呢？
于是，他们通过ChIP-seq数据以及比较了与ZFP64过表达正相关的差异基因，找到了GAL-1。目前，已知GAL-1功能也确实与肿瘤干性和免疫调控有关[7,8]！经实验验证，敲低胃癌细胞的GAL-1后，的确能够促进nab-紫杉醇的药理杀伤作用，以及抑制由ZFP64过表达诱导的肿瘤干细胞特征。
▲ 敲低GAL-1能够抑制ZFP64诱导的肿瘤干细胞形成
这让研究人员十分激动，为了确认GAL-1与ZFP64之间存在联系，基于已有研究报道GAL-1能够激活MAPK以及PI3K-AKT信号通路，研究人员利用胃癌细胞系首先证明ZFP64能够激活GAL-1下游的信号分子，如ERK的磷酸化、AKT的磷酸化等，但与p65无关。
并且，通过双荧光素酶报告基因检测也证明，ZFP64能够结合并激活GAL-1启动子区域，从而促进其转录。
▲ 作为转录因子的ZFP64的核心激活区域
到这里，“ZFP64/GAL-1能够促进肿瘤细胞抵抗nab-紫杉醇”的猜测已被证明。
考虑到ZFP64和GAL-1也均参与免疫反应，研究人员又进一步猜测ZFP64/GAL-1是否还可以通过调控肿瘤免疫微环境来影响胃癌患者的预后。
于是，研究人员收集了来自人源化NSG小鼠模型的肿瘤组织，并分析了其中CD45+肿瘤浸润白细胞的免疫细胞组成。他们发现：ZFP64表达量高的肿瘤组织中CD8+ T细胞显著少于ZFP64表达水平较低的肿瘤。并且，体外实验进一步证明：ZFP64高表达的肿瘤细胞，会诱导共培养的CD8+ T细胞发生凋亡，而GAL-1干扰则会抑制这一过程。
也就是说：ZFP64/GAL-1会促进肿瘤免疫抑制微环境的形成。
▲ ZFP64/GAL-1对免疫微环境的影响
基础问题来源于临床，最后也要回归于临床。因此，在找到了胃癌患者对nab-紫杉醇耐药且预后差的问题后，是否可以通过联合治疗来促进nab-紫杉醇的治疗效果呢？
于是研究人员在体外分别尝试了多个抑制剂（MK2206—AKT抑制剂，U0126—ERK1/2 抑制剂，OTX008—GAL-1抑制剂）与nab-紫杉醇的联用，最后发现OTX008与nab-紫杉醇联用抗癌效果最显著！
▲ 联合治疗效果
总而言之，转录因子ZFP64激活GAL-1及其下游信号通路，促进肿瘤干细胞的形成，进而增强肿瘤细胞的耐药能力以及转移能力，同时促进肿瘤细胞免疫抑制微环境的形成，使得胃癌患者的生存期大大降低。
因此，靶向ZGP64/GAL-1的药物研发为nab-紫杉醇治疗不敏感型胃癌患者提供了一种极具有前景的治疗方案，同时也能够对局部晚期或转移性胃癌患者提供帮助。
参考文献：
[1] Roviello G, Conter FU, Mini E, et al. Nanoparticle albumin-bound paclitaxel: a big nano for the treatment of gastric cancer. Cancer Chemother Pharmacol. 2019;84(4):669-677. doi:10.1007/s00280-019-03887-2
[2] Roviello G, Conter FU, Mini E, et al. Nanoparticle albumin-bound paclitaxel: a big nano for the treatment of gastric cancer. Cancer Chemother Pharmacol. 2019;84(4):669-677. doi:10.1007/s00280-019-03887-2
[3] Chi HC, Tsai CY, Wang CS, et al. DOCK6 promotes chemo- and radioresistance of gastric cancer by modulating WNT/β-catenin signaling and cancer stem cell traits. Oncogene. 2020;39(37):5933-5949. doi:10.1038/s41388-020-01390-0
[4] Shiokawa D, Sakai H, Ohata H, et al. Slow-Cycling Cancer Stem Cells Regulate Progression and Chemoresistance in Colon Cancer. Cancer Res. 2020;80(20):4451-4464. doi:10.1158/0008-5472.CAN-20-0378
[5] Zhu M, Zhang P, Yu S, et al. Targeting ZFP64/GAL-1 axis promotes therapeutic effect of nab-paclitaxel and reverses immunosuppressive microenvironment in gastric cancer. J Exp Clin Cancer Res. 2022;41(1):14. Published 2022 Jan 7. doi:10.1186/s13046-021-02224-x
[6] Mack HG, Beck F, Bowtell DD. A search for a mammalian homologue of the Drosophila photoreceptor development gene glass yields Zfp64, a zinc finger encoding gene which maps to the distal end of mouse chromosome 2. Gene. 1997;185(1):11-17. doi:10.1016/s0378-1119(96)00607-5
[7] Rubinstein N, Alvarez M, Zwirner NW, et al. Targeted inhibition of galectin-1 gene expression in tumor cells results in heightened T cell-mediated rejection; A potential mechanism of tumor-immune privilege. Cancer Cell. 2004;5(3):241-251. doi:10.1016/s1535-6108(04)00024-8
[8] Cedeno-Laurent F, Dimitroff CJ. Galectin-1 research in T cell immunity: past, present and future. Clin Immunol. 2012;142(2):107-116. doi:10.1016/j.clim.2011.09.011
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