他拉唑帕尼(Talazoparib)使黑色素瘤细胞对电离辐射敏感

　　背景：尼拉帕尼和他拉唑帕尼（Talazoparib）是聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）1/2抑制剂。据推测，将 PARP 抑制剂与放射疗法相结合可能对癌症治疗有益。在这项研究中，黑素瘤细胞用尼拉帕尼和他拉唑帕尼联合电离辐射 (IR) 进行治疗。方法：在健康原代成纤维细胞和原代黑色素瘤细胞中研究他拉唑帕尼和尼拉帕尼联合IR对细胞死亡、克隆形成和细胞周期停滞的影响。

　　结果：黑色素瘤细胞PARP1和PARP2含量高于健康成纤维细胞，联合治疗后PARP2含量进一步升高。PARP 抑制剂使成纤维细胞和黑色素瘤细胞对 IR 敏感。在分析存活部分的两种黑色素瘤细胞系中检测到 KI+IR 治疗的明显超加性效应。健康成纤维细胞的细胞死亡率增加，但联合治疗后黑色素瘤细胞的死亡率增加。最后，与黑色素瘤细胞相比，健康成纤维细胞中存在较低百分比的放射敏感 G2/M 期细胞。

　　结论：两种 PARP 抑制剂均使黑色素瘤细胞对 IR 敏感。健康组织似乎比黑色素瘤细胞受到的影响更小。然而，结果的巨大异质性表明，为了个性化治疗，事先对肿瘤细胞进行了测试。

　　由于对 PARPi 用于癌症治疗的兴趣日益浓厚，近年来此类物质的开发及其应用的进一步扩展取得了进展。由于电离辐射会导致 DNA 损伤，因此放疗和 DNA 损伤修复所必需的蛋白质抑制剂（如 PARPi Talazoparib 和 Niraparib）的结合似乎是有益的。因此，我们在体外研究了这两种 PARPi 和随后的电离辐射的联合作用。因为 Talazoparib 和尼拉帕尼通过与其特定靶标 PARP1 和 PARP2 结合发挥作用，我们假设靶标表达水平的差异可以解释对抑制剂反应的差异。在这方面，PARP1 似乎是 PARPi 的主要目标。造成这种情况的一个原因可能是 PARP1 贡献了总 PARP 活性的最大比例，而较少丰富的 PARP2 仅占大约 5% 到 10%。我们发现，与健康的皮肤成纤维细胞相比，黑色素瘤细胞中 PARP1 和 PARP2 的蛋白质水平更高。肿瘤细胞中 PARP1 表达增加的类似结果已经发表。因此，作者预计癌症治疗中对 PARPi 的敏感性可能会增加。在我们的研究中，我们发现了 PARP1 含量与对 PARPi 敏感性之间相关性的提示：在所测试的黑色素瘤细胞系中，ANST 在集落形成实验中具有最低的相对 PARP1 水平以及对两种抑制剂的最低敏感性。然而，在我们进一步的细胞死亡分析之后，我们不能明确同意上述关于 PARP 含量和对 PARPi 敏感性之间相关性的假设。因此，我们同意其他作者的观点，他们假设肿瘤组织中的 PARP 酶水平不是患者临床反应和耐药性的有效生物标志物。建议进行其他测试，包括肿瘤细胞的 DNA 损伤修复能力。

　　可以根据膜联蛋白/7-AAD 染色和集落形成测定对细胞死亡和克隆形成存活进行比较。克隆形成存活考虑了其他类型的细胞死亡，例如有丝分裂耦合的细胞死亡和通过衰老导致的克隆形成存活的额外损失。他拉唑帕尼治疗对健康皮肤成纤维细胞的细胞死亡没有影响。相比之下，根据临床使用中较高的浓度，尼拉帕尼治疗具有明显高于他拉唑帕尼的浓度，具有明显的效果：与未治疗的对照组和与 IR 单一治疗相比，细胞死亡增加。然而，在克隆形成存活试验中，两种药物都表明对健康成纤维细胞有非常显着的影响，额外的 IR 进一步增加了这种影响。同样，在黑色素瘤细胞系中，单独的药物会导致克隆形成存活率的显着丧失，这可能也是由诱导衰老引起的。

　　关于细胞死亡，在尼拉帕尼和 IR 组合后发现了两种显着的超加性效应。相反，在 SBLF9 和 ANST 中，两个子相加效应是明显的。因此，PARP 抑制剂尼拉帕尼似乎与 IR 治疗的相互作用特别不同。由于克隆存活率是放射生物学的金标准，因此 14 种 KI+IR 组合中有 13 种能够以超加性方式降低存活率是非常令人感兴趣的。这清楚地暗示了伴随放射治疗和 DNA 修复系统靶向治疗的益处。总体而言，细胞死亡和克隆形成性丧失之间存在明显差异。克隆形成性的丧失可能是预测用于放化疗的更相关变量。它指出大多数黑色素瘤细胞对 PARPi 敏感，电离辐射联合治疗对黑色素瘤患者可能是有希望的。

　　先前的研究报告了 PARPi后 G2/M 细胞周期停滞。与单一疗法相比，PARP1 抑制与辐射相结合可增强这种效果。我们的研究证实了这些关于黑色素瘤细胞的观察结果。由于 G2/M 期是对辐射最敏感的细胞周期阶段，G2/M 期停滞可能是黑色素瘤细胞放射增敏的原因。尤其是在分割放射治疗的情况下，随后的 IR 部分会更频繁地击中 G2/M 期特别对辐射敏感的细胞。由于 G2/M 期的细胞计数较低，因此周围的健康组织受放射增敏作用的影响较小。然而，向 G2/M 期的转变与细胞死亡实验的结果并没有一对一的关联。我们必须假设相关性要复杂得多，这将在以下段落中简要讨论。

　　PARPi 他拉唑帕尼（Talazoparib）对细胞系的影响与尼拉帕尼对相同细胞系的影响部分显着不同。细胞死亡分析和集落形成分析的比较揭示了他拉唑帕尼引发细胞衰老和克隆形成性丧失而不是细胞死亡的假设。另一方面，Niraparib 的应用表明细胞死亡增加。对 subG1 阶段的额外分析显示了相应的结果。抑制剂对不同细胞系的影响出现的差异特别引人注目。Weigert/Jost 等人之前曾进行过类似的观察。因此，在这项研究中，我们组装了一个具有原代细胞特征的细胞系面板，以生成更多与患者相关的设置。此外，我们组装了集落形成测定作为辐射生物学的金标准，以与细胞死亡实验进行比较。集落形成试验的结果与细胞死亡实验的结果完全不同。除细胞死亡外，PARPi 诱导的衰老是集落形成测定中有限克隆形成的另一种可能性。衰老是从增殖周期中去除肿瘤细胞的另一个重要机制。

　　我们发现，大多数研究的黑色素瘤细胞系对抑制剂和辐射联合治疗对细胞存活敏感：六分之四的细胞系对他拉唑帕尼（Talazoparib）加 IR 治疗敏感，六分之六的细胞系对尼拉帕尼敏感加上IR治疗。在考虑克隆形成存活时，这些结果更加明显：五分之四的细胞系对两种抑制剂与辐射处理的组合都敏感。此外，我们发现两种抑制剂与辐射相结合对黑色素瘤细胞的放射增敏具有明显的潜力：在六分之六的细胞系中，G2/M 期细胞的比例增加。这种放射增敏作用可以提高黑色素瘤患者临床放射治疗的效率。此外，在治疗期间，对辐射敏感度较低的健康组织将得以幸免。然而，我们无法确定联合治疗的普遍益处，因为个别黑色素瘤细胞系对治疗具有抗性。因此，对肿瘤组织进行预先测试的个体化治疗应该是实现有效联合治疗的第一步。

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