2024年6月23日，安徽医科大学第一附属医院孙倍成团队在期刊“Drug Resistance Updates”（IF：15.8）在线发表了题为“NDRG1 overcomes resistance to immunotherapy of pancreatic ductal adenocarcinoma through inhibiting ATG9A-dependent degradation of MHC-1”的最新研究成果，该研究揭示了NDRG1通过自噬溶酶体途径调节胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中主要组织相容性复合体1类（MHC-1）的表达，进而促进CD8+T细胞的浸润和活性，增强抗肿瘤免疫作用。
胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)约占胰腺恶性肿瘤的90%，是一种发病隐匿，进展迅速，恶性程度高、预后差的致命性疾病，且具有较高的转移潜能和治疗耐药性，5年生存率不到11%[1]。近94%的PDAC伴随KRAS突变[2]。PDAC中的KRAS突变通过调控程序性细胞死亡—配体1（Programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1）和主要组织相容性I类分子（MHC-1）的表达，导致免疫抑制性肿瘤微环境（(Tumor microenvironment,TME）[3]，使免疫检查点阻断治疗（ICB）在PDAC中有了深入研究。ICB治疗已被批准用于多种癌症的治疗中，然而PDAC中的单药ICB疗法已被证明无效[4]。此外，胰腺癌对使用抗CTLA-4和抗PD-L1抗体的双重ICB治疗具有耐药性[5]。此研究发现靶向NDRG1可以恢复PDAC在ICB治疗中的敏感性。
蛋白质N-Myc下游调节基因1(N-mycdownstreamregulatedgene 1, NDRG1)作为一种肿瘤抑制蛋白，参与调节胰腺癌的肿瘤细胞增殖、分化、凋亡和发生发展。为明确NDRG1参与胰腺癌的作用机制，研究人员通过RNA转录组测序筛选NDRG1正常表达和NDRG1缺失的细胞中存在的差异基因。GO分析表明，这些基因与MHC-1相关的基因集显著相关。通过RT-qPCR结果证实，在NDRG1缺失的PDAC细胞中，MHC-1相关基因mRNA水平上调；而WB及流式细胞术结果发现NDRG1缺失的PDAC细胞中，MHC-1蛋白表达水平降低。以上结果提示研究人员进一步探索NDRG1通过何种方式调节MHC-1蛋白的稳定。
研究者使用蛋白酶体抑制剂和自噬溶酶体抑制剂诱导NDRG1缺失细胞，通过免疫荧光染色和WB分析表明，NDRG1通过自噬溶酶体途径调节MHC-1降解。通过免疫共沉淀联合蛋白质谱检测筛选与NDRG1结合互作的蛋白—ATG9A，通过WB、细胞免疫荧光和流式细胞术证实NDRG1通过ATG9A依赖的自噬降解调节MHC-1的表达。MHC-1抗原递呈途径对于CD8+T细胞识别肿瘤细胞至关重要，PDAC细胞低表达MHC-1水平会导致肿瘤逃逸，有助于它们躲避CD8+T细胞的攻击。研究者使用OVA特异性CD8+T细胞（OT-1细胞），通过RT-qPCR和细胞活力检测表明肿瘤细胞特异性NDRG1缺失导致抗原递呈减少，从而抑制CD8+T细胞的体外繁殖、激活和肿瘤细胞杀伤，表明靶向NDRG1可能是优化PDAC患者免疫治疗的好方法。
研究者通过PDAC原位肿瘤和肝转移小鼠模型进行体内实验，发现NDRG1缺失后肿瘤的质量和体积增大，活性CD8+T细胞浸润减少，而这一现象可被ATG9A恢复。为测试NDRG1是否会使PDAC对双重ICB治疗敏感，研究人员使用NDRG1过表达细胞和药物CA-4诱导NDRG1表达，联合双重ICB（抗PD-1/CTLA 4抗体）治疗，结果表明NDRG1过表达与ICB高度协同作用，显著增加CD8+T细胞浸润和杀伤能力，并显著抑制肿瘤生长。以上结果表明，NDRG1缓解了PDAC对双重ICB治疗的耐药。
为评估NDRG1在人类胰腺癌中的临床相关性，研究人员对98例PDAC患者的样本进行免疫组化染色，结果表明45个NDRG1阳性的PDAC样本中有21个样本MHC-1高表达。此外，多重免疫荧光染色亦表明NDRG1与CD8+T细胞浸润相关，NDRG1阳性患者能获得更长的生存期。
综上所述，NDRG1在PDAC中作为肿瘤抑制因子，通过自噬溶酶体途径调节MHC-1的表达。MHC-1缺失或下调是肿瘤细胞逃避免疫监视和ICB耐药性的重要原因，肿瘤细胞过表达NDRG1或药物诱导NDRG1表达导致MHC-1上调，促进CD8+T细胞的浸润和活性，增强抗肿瘤免疫作用，并缓解对双重ICB治疗的耐药。研究结果揭示NDRG1可能成为PDAC新的治疗靶点，为胰腺癌免疫治疗提供了潜在的治疗策略。
1.Siegel RL, Miller KD, Fuchs HE, Jemal A. Cancer statistics, 2022. CA Cancer J Clin. 2022;72(1):7-33.
2.Waters AM, Der CJ. KRAS: The Critical Driver and Therapeutic Target for Pancreatic Cancer. Cold Spring Harb Perspect Med. 2018;8(9): a031435.
3.Hamarsheh S, Groß O, Brummer T, Zeiser R. Immune modulatory effects of oncogenic KRAS in cancer. Nat Commun. 2020;11(1):5439.
4.Kabacaoglu D, Ciecielski KJ, Ruess DA, Algül H. Immune Checkpoint Inhibition for Pancreatic Ductal Adenocarcinoma: Current Limitations and Future Options. Front Immunol. 2018; 9:1878.
5.O'Reilly EM, Oh DY, Dhani N, et al. Durvalumab With or Without Tremelimumab for Patients With Metastatic Pancreatic Ductal Adenocarcinoma: A Phase 2 Randomized Clinical Trial. JAMA Oncol. 2019;5(10):1431-1438.
