腫瘤抗藥性是癌症治療領域最大的挑戰之一。腫瘤細胞可利用高水平的細胞自噬維持細胞穩態，幫助細胞在藥物環境中生存，產生抗性，降低療效。在此類抗藥的腫瘤細胞中，將自噬抑制劑與化療藥物聯用將大大提高治療效果。然而，目前對於自噬誘導的腫瘤抗藥性尚無有效的篩選指標，這一問題已成為減滅癌症細胞抗藥性和尋求癌症新治療方法的熱點和重點。
脂筏是細胞生物膜結構上富含膽固醇和鞘磷脂的動態微結構域，為膜訊號傳導、細胞骨架構建、細胞器互作等重要細胞生命活動提供相對獨立的反應平臺，進行精準調控。細胞自噬是利用雙層膜的自噬泡包裹代謝底物，進而與溶酶體膜融合後降解其內容物的過程。脂筏是否參與自噬過程中膜結構的變化此前尚未完全釐清。2021年10月，浙江大學講師詩音（第一作者）在澳門大學沈漢明教授（主要通訊作者）指導和支援下，於Molecular Therapy-Oncolytics上發表題為Cholesterol-enriched membrane micro-domains deficiency induces doxorubicin resistance via promoting autophagy in breast cancer的研究論文。該研究首次報道了脂筏在自噬體形成的負向調控作用及分子機制，同時，提示脂筏關鍵蛋白CAV1的表達可作為乳腺癌細胞高自噬水平和抗藥性的篩選指標，為自噬靶向治療提供重要線索。
在機制研究中，作者利用CAV1基因敲除和膽固醇溶解劑MBCD破壞脂筏結構後檢測細胞自噬流變化，發現細胞自噬流顯著增高，且鐳射共聚焦顯微鏡觀察自噬早期訊號如WIPI2、ATG16等蛋白點狀結構形成，電鏡下也觀察到脂筏破壞的細胞中雙層膜的自噬泡結構增加，提示脂筏降低誘導自噬泡形成。此前已有報道表明參與自噬泡形成的迴圈內體膜表面有脂筏結構分佈，同時作者也發現了脂筏標記物和自噬泡標記蛋白在迴圈內體上均有分佈，故作者接下來透過生化手段去除細胞內的迴圈內體，發現被脂肪破壞所誘導的自噬增高受到顯著抑制，證明迴圈內體在其中的重要作用。該研究進而透過一系列細胞顯微和生化手段，證明促自噬前體膜泡結構融合的SNARE蛋白VAMP3與親和膽固醇的STX6蛋白在迴圈內體膜上的脂筏中緊密結合，破壞脂筏結構將釋放VAMP3蛋白，促進自噬泡形成。
作者團隊此前的工作已在部分乳腺癌細胞系和病人樣本中發現脂筏結構蛋白CAV1表達水平顯著降低，此研究在TCGA和NCBI GEO等公共資料庫中驗證了這一點，同時發現CAV1表達水平與病人不良預後負相關。在接下來的功能解析中，透過在CAV1缺失的乳腺癌細胞系中構建CAV1表達穩轉系，該研究在細胞水平和小鼠荷瘤模型中驗證了CAV1缺失的乳腺癌細胞對一線化療藥物阿黴素（Doxorubicin）具有較高抗性，小鼠荷瘤體積增長明顯快於CAV1高表達的腫瘤細胞。而自噬抑制劑羥基氯喹（Hydroxychloroquine）與阿黴素聯用則顯著抑制腫瘤生長，在CAV1缺失的細胞中取得了與在CAV高表達細胞中相同的效果。
綜上，在機制方面，該研究擴充套件了對脂筏結構新功能的認識，為自噬的調控機制研究提供了新的思路和途徑。在癌症治療方面，該研究發現在乳腺癌組織中低水平的CAV1和脂筏結構透過提高細胞自噬水平，幫助細胞對抗不利環境，維持癌症細胞的生存和發展。對於這一類CAV1低表達對癌症細胞，自噬抑制劑具有較好的抗癌效果。該研究首次提出CAV1或脂筏水平可作為對乳腺癌患者進行自噬靶向治療的生物指標，為細化乳腺癌的治療策略提供了依據。
本研究主要由澳門大學沈漢明教授團隊完成，第一作者現為浙江大學基礎醫學院講師詩音博士。
原文連結：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S237277052100142X
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