目前， 頭頸鱗狀細胞癌 （ HNSCC ） 在臨床治療中面臨高度耐藥、易復發及預后不良等重大挑戰，尤其在人乳頭瘤病毒（ HPV ）陰性亞型中，尚缺乏有效的靶向治療手段【1-3】。 FAT1 （非典型鈣黏蛋白 1 ）在多種癌癥中，尤其是在 HNSCC 中，突變頻率較高，可導致多個關鍵信號通路（如 Hippo-YAP/TAZ 和 Wnt /β-catenin ）的紊亂，進而驅動腫瘤進展并影響患者生存率【4-6】。盡管 FAT1 作為潛在治療靶點已受到廣泛關注，但其在腫瘤代謝調控和耐藥性機制中的作用仍知之甚少。

近日， 國際期刊Advanced Science發表了題為Inhibiting FAT1 Blocks Metabolic Bypass to Enhance Antitumor Efficacy of TCA Cycle Inhibition through Suppressing CPT1A-Dependent Fatty Acid Oxidation的研究論文。該研究發現，敲除HNSCC細胞中的突變型FAT1可通過下調轉錄因子ASCL2，抑制CPT1A驅動的脂肪酸氧化（ FAO ），從而顯著抑制腫瘤生長。值得關注的是，攜帶 FAT1 突變的 HNSCC 細胞可通過激活 CPT1A 介導的 FAO 路徑，對三羧酸（ TCA ）循環抑制劑 CPI-613 表現出明顯的耐藥性 ， 而敲除突變型 FAT1 則可顯著 增強腫瘤 細胞對 CPI-613 的藥物敏感性。 在治療策略方面，研究團隊首次采用 CRISPR-Cas9 結合脂質納米顆粒（ LNP ）的靶向遞送體系，構建了可同時傳遞 Cas9 mRNA 與 FAT1 特異性 sgRNA 的 LNP-sgFAT1 ，實現了對 HNSCC 中突變型 FAT1 的精準體內敲除。進一步在 FAT1 突變小鼠原位腫瘤模型中， LNP-sgFAT1 聯合 CPI-613 治療顯著增強抗腫瘤效果，優于任一單藥治療。 綜上所述，該研究闡明了突變型 FAT1 通過激活 CPT1A 依賴的 FAO 途徑，構建腫瘤細胞對三羧酸（ TCA ）循環抑制劑耐藥的“代謝繞道”機制，為聯合靶向基因突變與代謝脆弱性的精準治療策略提供了重要的理論基礎和應用前景 。

該研究首先對 TCGA 數據庫中 523 例 HNSCC 患者的 87,968 個突變位點進行了系統性分析，結果顯示突變頻率排名前十的基因覆蓋了 461 例患者，占比高達 90.39% 。其中， FAT1 基因突變頻率高達 21% ，位列第三，且在 HPV 陰性患者中的突變率顯著高于 HPV 陽性患者（ 20.08% vs. 0.76% ）。進一步分析表明， FAT1 突變與患者年齡、腫瘤分期及不良預后密切相關 ，盡管突變分布廣泛且無明顯 突變 熱點【5-7】。 為深 入探究突變型 FAT1 的功能，該研究選用攜帶多位點 FAT1 突變的 SCC1 和 Tu686 細胞系作為 研究 模型。 RNA 測序分析顯示， SCC1 細胞中敲除 FAT1 后，脂肪酸代謝（ FAM ）相關通路顯著下調，其中關鍵限速酶基因 CPT1A 的表達下降最為顯著。值得注意的是，在 FAT1 野生型的 HN12 和 JHU029 細胞中敲除 FAT1 并未影響 CPT1A 表達，提示 FAT1 對 FAO 活性的調控依賴其突變狀態。進一步利用 Human Phospho-RTK Array 和 ChIP -qPCR 分析發現，突變型 FAT1 通過激活 AKT 信號通路，上調轉錄因子 ASCL2 的表達，并促使 ASCL2 與 CPT1A 啟動子區域結合，從而調控 FAO 活性，影響脂滴（ lipid droplets ）積累及活性氧（ ROS ）水平。已有研究表明， CPT1A 高表達通常伴隨 FAO 增強，有助于腫瘤細胞在營養匱乏或代謝壓力條件下維持生存、促進增殖及適應代謝環境【8】。綜上， 該 研究首次揭示了依賴于 FAT1 突變狀態的 FAT1 – AKT – ASCL2 – CPT1A 關鍵調控軸，通過增強 FAO 活性介導腫瘤細胞的代謝重編程，為理解 HPV 陰性 HNSCC 的代謝適應機制及開發靶向治療提供了新的理論依據。

目前尚無可用于靶向 FAT1 表達的商品化小分子抑制劑或藥物。 為實現 FAT1 在原位腫瘤中的高效敲除，研究團隊創新性地構建了基于 CRISPR/Cas9 的脂質納米顆粒系統（ LNP-sgFAT1 ），用于體內靶向 敲除 FAT1 基因。具體設計中，通過兩條針對 FAT1 的 sgRNA 與 CRISPR mRNA ，以 6 種不同的物理復合方式構建多組 mRNA-sgRNA/LNP 納米顆粒組合。通過 Sanger 測序、 Indel 分析及蛋白免疫印跡篩選出敲除效率最高的 LNP-sgFAT1 構型。該納米系統具有均勻粒徑分布、良好球形形貌、高度單分散性及優異的 RNA 包封效率，展現出穩定可靠的理化特性。 該研究團隊成員 進一步在原位舌癌小鼠模型中評價其治療效果 。 結果顯示 ， LNP-sgFAT1 顯著抑制腫瘤生長速度和體積，療效顯著 ， 為靶向 FAT1 的精準基因編輯治療提供了新策略。

團隊前期研究表明， CPI-613 作為一種 TCA 循環抑制劑，在 HNSCC 中表現出明顯的劑量依賴性抗腫瘤活性【9】，且在多項臨床試驗中耐受性良好。目前， CPI-613 正與多種化療藥物聯合應用于多種實體瘤及血液腫瘤的臨床研究中，包括轉移性胰腺癌（ NCT03504423 ）、膽道癌（ NCT04203160 ）、透明細胞肉瘤（ NCT04593758 ）及復發 / 難治性急性髓系白血病（ NCT03504410 ）。然而，其在 HNSCC 患者中的具體應用及與其他療法的協同潛力尚未充分探索。 該 研究整合分析了 TCGA 中 HPV 陰性 HNSCC 患者 FAT1 突變表達與 GDSC 數據庫藥物 IC50 數據 。 生物信息學相關性分析顯示， CPI-613 的藥物敏感性與 突變型 FAT1 的 表達顯著負相關（ Spearman 相關系數 ≤ –0.4 ， p < 0.05 ）。 細胞活力測定及小鼠原位腫瘤模型實驗證實， FAT1 突變型 HNSCC 細胞對 CPI-613 治療的敏感性顯著低于 FAT1 野生型細胞。 值得注意的是， 該 研究首次發現， CPI-613 單藥治療能夠誘導 FAO 增強，伴隨 CPT1A 蛋白表達上調，提示腫瘤細胞可能通過 “ 代謝繞道 ” 機制產生耐藥。聯合 LNP-sgFAT1 治療則顯著抑制了該誘導過程，阻斷了 CPT1A 的表達及其介導的代謝適應性反應。為進一步驗證敲除突變型 FAT1 是否能增強 CPI-613 抗腫瘤活性， 該團隊成員 采用小鼠原位舌癌模型，進行 CPI-613 與 LNP-sgFAT1 的單獨及聯合治療。 結果表明，聯合治療組在抑制腫瘤生長方面顯著優于任一單藥治療組，且顯著延長了小鼠的生存時間。

本研究由 Emory University 滕勇教授和 State University of New York 李亞 民 教授團隊聯合完成。陳芳慧博士為 該論文 第一作者，滕勇教授和李亞 民 教授共同擔任通訊作者。團隊成員 , 特別是 楊建強 , David O. Popoola 和楊帆對該研究做出 了 重要貢獻 。此外， Emory University 的 Nabil F. Saba 教授和 陳卓教授 對該研究的設計和開展提供了寶貴的建議與幫助。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202502146?af=R

制版人：十一

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