淺析Vps34蛋白表達與腫瘤的關系

Vps34是唯一的III型磷脂酰肌醇激酶，是細胞自噬過程中的關鍵蛋白。敲除小鼠結腸癌模型或者黑色素瘤小鼠模型中的Vps34的表達，或許可以減小腫瘤的生長，提高小鼠的生存率。自噬是細胞在應激條件下或者營養缺乏時，清除和降解過量或者不必要的蛋白質、受損或者老化的細胞器，從而維持代謝平衡的一種機制。自噬與組織器官發育、個體衰老、細胞免疫、腫瘤和神經推行性疾病的發生等密切相關，對于腫瘤細胞而言，細胞自噬可為癌細胞提供了很多的營養，起到了促進腫瘤發展的作用。

研究發現，人類癌癥中往往伴隨有自噬相關基因的突變與缺失以及自噬蛋白的異常表達，有研究者研究利用CRISPR/Cas9策略構建敲除VPS34基因的A549/293T細胞系，并初步將其用于自噬功能研究。由于VPS34參與自噬起始，實驗結果顯示，VPS34敲除后，LC3-I向LC3-II轉化顯著被抑制，自噬底物P62大量累積。結果表明，該方法成功獲得穩定敲除VPS34基因的A549/293T細胞系，且細胞中的自噬被顯著抑制。同時，敲除VPS34能夠降低人肺癌A549細胞的生長速率。該實驗利用CRISPR/Cas9系統首次獲得穩定敲除VPS34基因的哺乳動物細胞A549/293T細胞系，為后續自噬功能研究提供有力工具^[1]。

腫瘤動物模型如小鼠結腸癌模型的建立在結腸癌的研究中起著很重要的作用，可以為人類腫瘤的發生、發展、生物學特性以及治療藥物的研究提供良好的平臺。CRO公司美迪西根據客戶的需求提供各種有效的同種腫瘤移植模型，用來檢測藥物的有效性。常規的腫瘤疾病有：乳腺癌、肺癌、結腸癌、腎癌、DLBCL淋巴瘤等，通過大小鼠、倉鼠等進行動物實驗。

最近又有研究者揭示了Vps34可通過其激酶活性調控腫瘤微環境，研究者發現敲低腫瘤細胞中的Vps34蛋白水平或抑制Vps34激酶活性能夠使腫瘤從冷腫瘤（cold-tumor）向熱腫瘤（hot-tumor）轉換，進而增強免疫檢查點抗體PD-1和PD-L1的作用效果。在這項研究中，研究人員通過一系列嚴謹而系統的小鼠成瘤模型發現，在多種小鼠腫瘤細胞例如黑色素瘤細胞系B16F10，結直腸癌細胞系CT26中利用shRNA敲低Vps34的表達，能夠有效減小腫瘤的生長，提高小鼠的生存率。研究人員同時發現，在敲低Vps34表達的小鼠腫瘤免疫模型中，腫瘤組織中的免疫細胞的總體浸潤有了明顯的提升，而其中與腫瘤免疫能力密切相關的NK細胞，CD8+T細胞，CD4+效應T細胞，抗原遞呈的樹突狀細胞和抑制腫瘤的M1型巨噬細胞在腫瘤組織中的浸潤明顯提升。研究人員也使用了Vps34已經報道的小分子抑制劑SB02024以及SAR405，這兩種抑制劑在B16F10、CT26以及Renca腎癌細胞系小鼠成瘤中獲得了相似的結果。

近年來，在自噬相關蛋白中，對自噬形成起到關鍵作用的液泡分選蛋白34(VPS34)受到了廣泛關注，已和自噬一起成為腫瘤防治和抗腫瘤藥物篩選靶標。VPS34是PIK的一個催化亞基，其在調節自噬體成熟過程中扮演重要的作用，研發以VPS34蛋白為靶點的藥物，來特異性抑制VPS34，進而專一性地抑制自噬的形成，對于抗腫瘤藥物的研發至關重要。

[1]利用CRISPR/Cas9技術構建VPS34基因敲除的A549/293T細胞系[J].