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解螺旋公眾號·陪伴你科研的第1988天 胰腺導管腺癌（PDAC）預后不良，5年生存率約為5％，治愈率接近零。腺泡細胞（Acinar cell）與PDAC起源細胞的腺泡細胞一致，將PDAC的細胞重新分化成腺泡細胞不失為一種新的腫瘤治療思路。
在Developmental Cell上有篇題為 "Prevention and Reversion of Pancreatic Tumorigenesis through a Differentiation-Based Mechanism" 的文章。該研究聚焦于腺泡細胞分化基因Ptf1a，在PDAC癌前病變PanIN (pancreatic intraepithelial neoplasia) 中重新表達Ptf1a可以讓PanIN細胞重新分化為正常的腺泡細胞，從而阻止了PDAC的發(fā)生。目前關于腫瘤發(fā)生的假說有兩種，一是基因突變，包括致癌基因因突變而激活，導致細胞無限增殖，以及抑癌基因因突變而失活，抑制細胞無限增殖的控制消失；二是細胞喪失正常分化能力而保持無限增殖。在正常胰腺中，各種細胞各司其責，腺泡細胞負責分泌胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等，導管細胞負責運輸這些消化酶，胰島中的β細胞分泌胰島素等。已有研究表明Ptf1a在保持胰腺腺泡細胞保持正常分化能力中發(fā)揮著關鍵的作用。而且在大多數(shù)胰腺癌中腺泡細胞被重編程分化為導管細胞，同時發(fā)現(xiàn)Ptf1a在胰腺癌中表達水平低甚至沒有。本文作者前期在KrasG12D胰腺癌模型中敲除Ptf1a促進腫瘤發(fā)生，單獨敲除Ptf1a可以促進腺泡細胞發(fā)生導管細胞化生。本文中，作者在KrasG12D誘導產(chǎn)生的PanIN中重新表達Ptf1a可以讓PanIN細胞重新分化為正常的腺泡細胞，為腫瘤的預防和治療提供了一個新思路。1. 構建他莫昔芬（TM）和四環(huán)素衍生物強力霉素（DOX）誘導的條件性表達小鼠；
4. 人細胞系：293T, Panc1, MiaPaCa2, Su8686, SW1990, HPAFII, ASPC1和體外細胞增殖與克隆形成實驗；5. 來源于數(shù)據(jù)庫的RNA-seq數(shù)據(jù)分析。1. 構建獨立表達KrasG12D和Ptf1a的小鼠模型
作者使用的小鼠模型允許獨立調(diào)節(jié)KrasG12D和Ptf1a，通過tamoxifen（TM）依賴的LSL（Loxp-stop-Loxp），Ptf1aCreERT誘導了KrasG12D和rtTA（反向四環(huán)素反式激活蛋白）的表達。rtTA被強力霉素（DOX）誘導后激活tetO-Ptf1a轉基因。rtTA和tetO-Ptf1a的表達可以通過它們相連的共表達IRES-GFP和IRES-LacZ進行監(jiān)測。對β-半乳糖苷酶（βgal）活性的染色證明了在DOX給藥后24小時內(nèi)tetO-Ptf1a的腺泡特異性活化， rtTA和轉基因Ptf1a均可在腺泡細胞中快速誘導表達。2. 持續(xù)的Ptf1a表達可以抑制KrasG12D誘導的PDAC發(fā)生
作者給予小鼠模型TM和8周DOX誘導后，KrasG12D胰腺表現(xiàn)出大面積的腺泡細胞損失和癌前病變PanIN形成，在KrasG12D + tetO-Ptf1a小鼠中大大減少。這些結果表明，持續(xù)表達Ptf1a足以防止腺泡細胞向PanIN轉化。因為在KrasG12D + tetO-Ptf1a胰腺組織中仍會產(chǎn)生少見的PanIN，作者將這些病變與僅由KrasG12D誘導的PanIN進行了比較。在KrasG12D + tetO-Ptf1a中形成PanIN的細胞絕大多數(shù)都是Ptf1a陰性，這與只表達KrasG12D的小鼠體內(nèi)的表現(xiàn)相同。大多數(shù)KrasG12D PanIN共表達CK19 (tumor marker)和GFP，幾乎所有的KrasG12D + tetO-Ptf1a PanIN均為GFP陰性，表明它們未能重組R26LSL-rtTA，因此也不表達tetO-Ptf1a。因此，由于不完全的Cre重組，在KrasG12D + tetO- Ptf1a胰腺中形成了殘留的PanIN。這些結果表明Ptf1a的表達足以阻止PDAC的啟動。3. 持續(xù)表達Ptf1a可以抑制炎癥誘導的PanIN形成為了確定炎癥是否可以繞過Ptf1a對PanIN形成的抑制作用，作者在KrasG12D + tetO-Ptf1a小鼠的基礎上采用了雨蛙肽誘導的胰腺炎模型，該模型可以增加PDAC風險。在雨蛙肽誘導胰腺炎3周后，對照小鼠的胰腺已完全恢復，而在KrasG12D胰腺中則觀察到了更猛烈的PanIN形成。相反，KrasG12D + tetO-Ptf1a小鼠胰腺表現(xiàn)出較少的PanIN形成。因此，即使在可以增加腫瘤發(fā)生風險的炎癥模型中，Ptf1a也是阻止PDAC啟動的充要條件。4. PanIN中Ptf1a的重新激活表達可以逆轉PanIN成正常腺體細胞作者先不給予小鼠DOX 維持8周，然后給予DOX誘導24小時后PanIN細胞中含有豐富的GFP（即表達rtTA）陽性細胞。相比之下，3周和6周 DOX誘導處理逐漸消除來自PanIN的GFP 陽性細胞。在KrasG12D + tetO-Ptf1a小鼠胰腺中新出現(xiàn)的GFP陽性細胞同時也是淀粉酶陽性，提示PanIN細胞重新分化為腺泡細胞。作者繼續(xù)在雨蛙肽誘導的胰腺炎模型中進一步驗證Ptf1a可以誘導PanIN細胞重新分化成正常腺泡細胞。5. Ptf1a介導PanIN細胞重新分化為正常腺泡細胞后部分分子和信號通路水平趨于正常作者通過免疫組化檢測了導管細胞marker SOX9、Ras下游通路分子pERK、增殖marker ki67、凋亡marker cleaved caspase-3的表達，結果表明SOX9 表達水平?jīng)]有變化，pERK、ki67、cleaved caspase-3在Ptf1a介導PanIN細胞重新分化為正常腺泡細胞后表達水平均下降。6. 在體外人類PDAC細胞系中過表達Ptf1a可以抑制克隆形成和增殖能力作者選擇了對Ptf1a應答敏感的Su8686 和 SW1990細胞，以及對Ptf1a應答不敏感的Panc1和 Mia- PaCa2細胞，進行了克隆形成實驗和增殖實驗，結果表明在對Ptf1a應答敏感的Su8686 和 SW1990細胞中過表達Ptf1a可以抑制克隆形成和增殖能力，在對Ptf1a應答不敏感的Panc1和 Mia- PaCa2細胞中則沒有差異。PanIN 僅僅是癌前病變，作者并未證明Ptf1a可以使PDAC細胞重新分化成正常腺泡細胞。其他團隊（Jakubison BL, et al.）有研究表明單純過表達Ptf1a并不能改善腫瘤表型，聯(lián)合化療藥物時可以顯著提高腫瘤對化療藥物的應答。而且并不是所有人類PDAC細胞系對Ptf1a存在應答。所以，Ptf1a作為一個腫瘤治療靶點存在局限性，尚需進一步研究。
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