主编新作 | J HEPATOL：线粒体形态调控——破解胆管癌顺铂耐药新策略

导读

胆管癌是肝胆系统常见恶性肿瘤，全球年发病率以3%-5%的速度逐年递增。由于早期症状隐匿，约75%的患者确诊时已失去手术机会。对于晚期胆管癌患者，顺铂联合吉西他滨是指南推荐的一线治疗方案，然而中位总生存期仅12个月左右，提示胆管癌可能对该化疗方案存在天然耐药。

耐药现象的产生并非单一因素所致，它不仅与肿瘤细胞本身的异质性有关，还与细胞的动态适应性密切相关。线粒体作为细胞内能量代谢和凋亡调控的核心细胞器，其形态和功能的变化可能会在化疗压力下重塑肿瘤细胞的生存策略，从而影响治疗效果。然而，目前的传统研究大多集中于基因突变或药物外排泵机制，对于细胞器在化疗过程中的动态响应和在耐药形成中的潜在作用的相关研究仍处于起步阶段，尚有许多空白亟待填补。

线粒体的分裂与融合过程由精密的线粒体分裂复合体（mitochondrial divisome，MD）和融合相关蛋白调控。动力相关蛋白1（DRP1）是MD的核心元件，而内质网、肌动蛋白（F-actin）、肌球蛋白以及倒立式蛋白2（INF2）则被认为是辅助元件。目前关于MD如何参与肿瘤耐药的研究甚少。

近日，吉林大学第一医院吕国悦教授团队联合新加坡国立大学团队，构建了涵盖胆管癌细胞系、类器官及患者源性异种移植（PDX）模型的多维度研究体系，捕捉到顺铂作用下线粒体从分裂态向超融合转变的动态过程，揭示了INF2是该过程的关键蛋白，发现了INF2的降解通路，开发了靶向线粒体形态的胆管癌治疗新策略。在国际肝病领域权威期刊Journal of Hepatology以“Cisplatin-induced Disruption of Mitochondrial Divisome Leads to Enhanced Cisplatin Resistance in Cholangiocarcinoma” 为题发表了胆管癌领域的原创研究。

F-actin，肌动蛋白；DRP1，动力相关蛋白1；INF2，倒立式蛋白2；ER，内质网；UPS，泛素蛋白酶体

来源：原文Graphic abstract

研究创新与亮点

研究发现顺铂通过破坏MD导致线粒体过度融合，揭示INF2降解机制为逆转耐药的关键，通过泛素蛋白酶体及SEC62介导的内质网自噬的抑制，成功增加了胆管癌对顺铂的敏感性。

01 动态线粒体重塑：胆管癌顺铂耐药的关键推手

团队首次揭示顺铂耐药细胞的线粒体形态变化呈现“剂量-时间”依赖性。低剂量顺铂处理6小时即可诱发线粒体网络重构，而持续暴露7天后，超融合状态依然稳定。进一步利用基因敲除、抑制剂等细胞毒性实验从多方面证明，这种形态变化并非被动适应，而是胆管癌主动抵抗死亡的生存策略。更重要的是，与既往研究认为基线线粒体融合促进铂类药物耐药的理论不同，团队发现线粒体在顺铂作用下，线粒体由分裂态到融合态的动态重塑才是介导胆管癌顺铂耐药的关键。

图1：顺铂处理前（左图）后（右图），耐药的胆管癌细胞RBE线粒体形态变化

来源：原文图1

02 RNA测序揭示胆管癌细胞应答顺铂的三种转录模式

使用RNA测序技术评估了顺铂在不同浓度及不同持续时间下对胆管癌细胞中mRNA表达水平的影响，通过WGCNA和STEM分析，将顺铂作用下的基因表达模式分为快速应答模式、持续应答模式以及弱应答模式，其中与顺铂耐药相关而非应激相关的持续应答模式中包含了线粒体、多种线粒体分裂体成分（如细胞骨架等）、泛素蛋白酶体途径和自噬，因此，MD的功能改变可能是顺铂耐药的重要因素。

图2：顺铂刺激下三种基因表达模式。ME，模块特征基因；ER，内质网

来源：原文补图2

03 INF2降解：胆管癌线粒体分裂复合体相关耐药机制的“分子开关”

团队进一步观察到F-actin在顺铂作用后出现细胞内定位改变，内质网标志分子Calnexin等表达水平明显下降，INF2蛋白水平亦明显下调。联合使用细胞骨架解聚剂等药物和基因敲降等手段，团队确定了MD “破坏”-线粒体动态融合-顺铂耐药的关键路径。如何对复合体进行干预，团队根据INF2是内质网-线粒体界面调控蛋白，兼具促进F-actin聚合和线粒体形态转变的双重功能，推测INF2可能是介导上述机制的核心分子。

团队证明了INF2在MD辅助元件中的核心作用，并首次发现顺铂通过以下两种途径促进INF2的降解：

（1）内质网自噬途径：顺铂激活内质网应激通路，上调自噬受体SEC62表达，质谱分析鉴定出后者与INF2结合，将其包裹进自噬溶酶体进行降解。有趣的是，INF2的这一降解过程似乎不依赖于经典的自噬途径；

（2）泛素蛋白酶体途径：在顺铂处理下，INF2发生泛素化修饰，蛋白酶体抑制剂MG132可部分阻断其降解。

顺铂通过上述双重机制导致INF2水平显著下降，进而导致了线粒体分裂前复合体的失活，使DRP1无法锚定至线粒体，最终引发线粒体向融合表型转变的动态变化。

图3：透射电子显微镜显示顺铂作用下胆管癌细胞内质网自噬的发生

来源：原文图4

04 阻断INF2降解实现化疗增敏的抗癌新策略

基于上述机制研究，团队提出“阻断INF2降解实现化疗增敏”的新策略：在体外实验中，敲低SEC62联合蛋白酶体抑制剂，可使INF2蛋白恢复至基线水平的80%左右，促进线粒体重新分裂，顺铂杀伤肿瘤效果增强；在类器官水平上，8例胆管癌患者的类器官中，7例对联合方案（shSEC62+硼替佐米+顺铂）敏感，凋亡率显著提升；在PDX模型中，联合方案组肿瘤体积缩小60%以上，且肿瘤浸润M1型巨噬细胞占比显著提升。

本研究首次提出适应性的线粒体形态动态改变（而非线粒体基线形态）介导胆管癌顺铂耐药，提出INF2作为MD核心蛋白参与胆管癌顺铂耐药的发生，并通过阐明SEC62与INF2相互作用，进一步完整描绘了INF2在顺铂作用下的具体降解途径，并通过抑制INF2降解通路逆转了胆管癌的顺铂耐药。本研究为未来开发肿瘤治疗方案提供了新思路，为功能精准肿瘤学提供了有力证据。

论文信息

Guo-Yue Lv, Wen-Tao Mu, Yan-Nan Cao, Xiao-Dong Sun, Feng Wei, Kai-Yuan Chai, Bo Huang, Jian-Peng Zhou, Chuan-lei Wang, Ming-Yue Li, Xiao-Hong Du, Wei Qiu, Meng Wang, Xiao-Ju Shi, Jun-feng Ye, Xing-Kai Liu, He-Yu Huang, Yu-Guo Chen, Zhao-Ming Gou, Ping Zhang, Ya-Hui Liu, Guang-Yi Wang, Zhong-Qi Fan, Cisplatin-induced Disruption of Mitochondrial Divisome Leads to Enhanced Cisplatin Resistance in Cholangiocarcinoma, Journal of Hepatology, 2025.

https://doi.org/10.1016/j.jhep.2025.03.028