核心时钟基因的功能障碍调控着胆管癌细胞的恶性表型以及对吉西他滨的敏感性

《Anti-Cancer Drugs》：Dysfunction of core clock genes regulates malignant phenotype and gemcitabine sensitivity of cholangiocarcinoma cells

　　胆管癌核心时钟基因调控机制研究。通过敲低BMAL1、PER2、NR1D1在两种CCA细胞系中，发现BMAL1/NR1D1缺失促进迁移侵袭和EMT，导致吉西他滨耐药；而PER2抑制增强化疗敏感性并抑制转移。揭示了时钟基因在CCA恶性表型中的关键作用。

　　本研究聚焦于探讨昼夜节律在胆管癌（Cholangiocarcinoma, CCA）进展和治疗反应中的作用。CCA是一种高度异质性的胆道恶性肿瘤，包括肝内型、肝门部型、远端型以及胆囊癌等亚型。由于其早期症状隐匿、高度侵袭性以及对化疗的耐药性，CCA的预后通常较差，全球范围内约有2%的癌症相关死亡与该病有关。尽管近年来对CCA的分子机制和治疗策略进行了大量研究，但其昼夜节律如何影响肿瘤的恶性表型和治疗反应仍不清楚。本文通过在体外模型中对CCA细胞系进行核心昼夜节律基因的调控，揭示了这些基因在癌症进展、迁移能力、侵袭性及化疗敏感性中的关键作用。

研究首先选取了来源于不同癌症阶段的两个CCA细胞系：TFK1来自一位63岁男性患者的原发性肿瘤，而HUCCT1则来源于一位56岁男性患者的转移性腹水。通过对这两个细胞系的昼夜节律基因表达分析，研究发现它们在昼夜节律特性上存在显著差异。例如，TFK1细胞中BMAL1和PER2的表达呈现出接近12小时的反相节律，而HUCCT1细胞则表现出更短的周期和更高的表达水平。这表明，不同的癌症阶段和基因背景可能影响细胞内部的昼夜节律运作，从而影响其生物学行为。

研究进一步通过基因敲除实验，探讨了核心昼夜节律基因（BMAL1、PER2和NR1D1）在CCA细胞中的作用。结果表明，这些基因的缺失会显著改变细胞的昼夜节律特性，并影响多种癌症相关表型。例如，BMAL1和NR1D1的缺失不仅导致昼夜节律紊乱，还增强了细胞的迁移和侵袭能力。同时，BMAL1的缺失还使细胞对化疗药物吉西他滨（gemcitabine）表现出更强的耐药性。相反，PER2的缺失则增强了细胞对吉西他滨的敏感性，并抑制了细胞的迁移能力。这些发现提示，核心昼夜节律基因在调控CCA的恶性表型和治疗反应中具有重要作用。

在细胞增殖和凋亡方面，研究发现BMAL1和NR1D1的缺失在两种细胞系中均显著提高了细胞的增殖能力，同时增加了细胞凋亡的潜力。特别是在HUCCT1细胞中，NR1D1的缺失导致细胞凋亡的显著增强。此外，细胞周期分析显示，BMAL1和NR1D1的缺失影响了细胞周期的各个阶段，其中BMAL1的缺失主要导致S期增加，而G1期减少，这与细胞增殖能力的提升一致。NR1D1的缺失则改变了G2/M期的分布，显示出不同的细胞周期调控机制。

在转移特性方面，研究通过划痕实验和侵袭实验评估了细胞迁移和侵袭能力的变化。结果显示，BMAL1和NR1D1的缺失显著增强了细胞的迁移和侵袭能力，而PER2的缺失则显著抑制了这些能力。这些结果与之前关于EMT（上皮-间质转化）和癌症干细胞（CSC）相关基因表达的变化相吻合。EMT是癌症进展中的一个重要过程，使细胞获得侵袭性、形态变化、干细胞样特性和生存能力。研究发现，BMAL1和NR1D1的缺失显著上调了EMT相关标志物，如N-钙粘蛋白（N-cad）、波形蛋白（Vim）和EMT转录因子（如SLUG、SNAIL和TWIST），同时下调了E-钙粘蛋白（E-cad），进一步支持了BMAL1和NR1D1在促进EMT和癌症干细胞特性中的作用。

在化疗反应方面，研究评估了吉西他滨对不同基因敲除的细胞系的影响。结果显示，BMAL1和NR1D1的缺失显著降低了吉西他滨的治疗效果，而PER2的缺失则增强了其敏感性。这可能与细胞周期调控有关，因为吉西他滨主要通过抑制DNA合成和阻止细胞周期进程来发挥抗癌作用。研究发现，BMAL1和NR1D1的缺失削弱了吉西他滨对细胞周期的调控，导致细胞周期变化减少，从而增强了细胞对化疗的抵抗能力。而PER2的缺失则促进了细胞对吉西他滨的敏感性，使细胞更容易进入G1/S期阻滞，进而减少细胞存活。

研究还讨论了昼夜节律与癌症生物学之间的潜在联系。昼夜节律不仅调控细胞的增殖和凋亡，还影响肿瘤微环境和代谢过程。一些与癌症相关的基因，如原癌基因和抑癌基因，其表达受昼夜节律调控。因此，昼夜节律的紊乱可能通过影响这些基因的表达，进而促进肿瘤的发生和发展。研究指出，BMAL1和NR1D1在CCA中可能作为抑制转移和化疗耐药性的关键因子，而PER2则可能作为增强化疗效果的调控节点。

此外，研究强调了昼夜节律在癌症治疗中的潜在应用价值。通过调节核心昼夜节律基因的表达，可能为CCA的治疗提供新的靶点。例如，增强PER2的表达或抑制BMAL1和NR1D1的活性，可能有助于提高化疗药物的效果，从而改善患者的预后。同时，研究也指出，不同癌症类型的昼夜节律调控机制可能存在差异，因此未来的研究需要进一步探讨这些机制在其他癌症中的作用。

综上所述，本研究揭示了核心昼夜节律基因在CCA恶性表型和治疗反应中的重要作用。这些发现不仅加深了我们对昼夜节律与癌症生物学之间关系的理解，还为开发新的治疗策略提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索如何通过调节昼夜节律基因来改善癌症治疗效果，同时考虑不同癌症类型和患者个体差异对昼夜节律调控的影响。