放疗耐药的直肠癌咋应对？Br J Cancer：从患者类器官找到突破口！RRx-001联合GCLC抑制剂，专攻放疗耐药难题

在癌症治疗领域，放疗是重要的手段之一，可不少癌症患者却面临着放疗耐药的难题，这严重影响了治疗效果和患者的预后。就拿直肠癌来说，部分癌细胞对放疗不敏感，使得治疗陷入困境。

近期，发表于Br J Cancer的一项研究Rational design of alternative treatment options for radioresistant rectal cancer using patient-derived organoids，为攻克直肠癌放疗耐药带来了新的曙光。

放疗通过电离DNA或产生活性氧物质来破坏癌细胞，但癌细胞会“奋起反抗”，借助高效的DNA修复机制和强大的抗氧化代谢能力来抵御放疗的攻击。而患者来源的类器官培养技术，为研究癌症放疗耐药提供了有力的工具，它能很好地模拟肿瘤的特性。

研究人员从众多直肠癌细胞类器官中精心挑选出了两种放疗耐药的类器官（HUB005和HUB183）以及两种放疗敏感的类器官（HUB106和HUB062）。随后，他们开展了一系列实验。先是利用RNA测序技术对这些类器官进行深度分析，结果发现，放疗耐药的类器官在受到辐射后，展现出超强的转录适应性，大量与DNA修复相关的基因被激活，同时，它们的抗氧化代谢也显著增强，尤其是谷胱甘肽合成相关的基因表达上调。

基于这些发现，研究人员推测，或许可以通过药物组合来打破癌细胞的“防御”。他们选择了一种能诱导氧化应激的药物RRx-001，将其与多种抗氧化代谢抑制剂进行组合，在体外开展药物筛选实验。结果令人振奋，RRx-001与GCLC抑制剂BSO联合使用时，展现出强大的协同作用，能有效杀死放疗耐药的直肠癌细胞类器官。

具体来看，在克隆形成实验和流式细胞术检测中，放疗耐药的类器官在接受5Gy辐射后，凋亡细胞增加的幅度远小于放疗敏感的类器官，这充分证实了它们对放疗的耐受性。而RNA测序及后续分析表明，放疗耐药的类器官在辐射后，有469个基因集发生显著变化，其中43个DNA修复通路和87个细胞周期调控相关基因集上调；相比之下，放疗敏感的类器官只有145个基因集变化，且DNA修复和细胞周期相关通路的上调幅度较小，更多的是与程序性细胞死亡相关的通路被激活。这说明放疗耐药的类器官在转录层面上有着更强的适应性，能更好地应对辐射带来的损伤。

图 1：基于流式细胞术测量0Gy和5Gy时具有亚G1期DNA含量（凋亡）的细胞

进一步研究发现，未受辐射时，放疗耐药的类器官就已经表现出与放疗敏感类器官的差异，它们的解毒相关基因表达上调，谷胱甘肽代谢也更为活跃，其中GCLC作为谷胱甘肽合成的关键限速酶，在放疗耐药类器官中的表达明显更高。

图 2：放疗耐药类器官比放疗敏感类器官具有更高的谷胱甘肽代谢水平

在药物组合实验中，研究人员测试了16种药物组合。多数基于RRx-001的组合并没有产生协同效应，但RRx-001与BSO的组合却脱颖而出。在HUB005和HUB183这两种放疗耐药类器官中，该组合的协同得分高达113，能近乎完全消除这些癌细胞。单独使用BSO时，即便浓度高达100μM，也无法有效抑制细胞活力；RRx-001单独使用时，对HUB005的细胞活力影响不大，对HUB183也只能降低约50%的活力。然而，当二者联合时，却产生了1 + 1远大于2的效果。此外，研究人员还利用CRISPR-Ecas9技术构建了GCLC基因敲除的类器官，结果发现，敲除GCLC后，类器官对RRx-001变得极为敏感，进一步验证了这一药物组合的有效性。

图 3：RRx-001联合筛选确定RRx-001和BSO为协同药物组合

图 4：GCLC抑制与RRx-001联合诱导协同细胞杀伤

不仅如此，研究人员还在其他多种结直肠癌亚型来源的类器官中测试了RRx-001与BSO的组合，发现该组合在部分类器官中同样具有协同或强协同作用，特别是在携带BRAF V600E突变的类器官中效果显著。

图 5：BSO-RRx-001组合在其他结直肠癌来源的类器官中具有协同作用

这项研究为直肠癌放疗耐药的治疗提供了全新的方向。虽然目前还处于研究阶段，但RRx-001与GCLC抑制剂联合使用的方案展现出了巨大的潜力。未来，随着研究的不断深入，有望为那些对放疗效果不佳的直肠癌患者带来新的希望，改善他们的治疗结局，让更多患者能战胜癌症，回归正常生活。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Andel D, Nouwens AJ, Klaassen S, et al. Rational design of alternative treatment options for radioresistant rectal cancer using patient-derived organoids. Br J Cancer. Published online April 10, 2025. doi:10.1038/s41416-025-02989-4