胃癌是全球發病率和死亡率均位居前列的消化道惡性腫瘤，在我國尤為高發。對于占絕大多數的HER2陰性胃癌患者，以氟尿嘧啶類藥物（5-FU及口服前藥卡培他濱）為基礎的化療是治療的基石。然而，一線化療的客觀緩解率僅為30%-50%，原發性和獲得性耐藥嚴重制約了患者生存獲益。腫瘤細胞通過增強DNA損傷修復能力來抵抗化療藥物所致的基因組損傷，是耐藥發生的重要機制之一。因此，深入解析DNA修復調控網絡、尋找可干預的脆弱靶點，對于克服胃癌化療耐藥具有重要的科學意義與臨床價值。

近日，浙江省腫瘤醫院程向東教授、葉足研究員與澳門大學健康科學學院沈漢明教授合作，在Cancer Research期刊在線發表了題為PARG Governs aPARylation-Ubiquitination Toggle that Stabilizes RAD51AP1 to Drive Homologous Recombination-MediatedChemoresistance的研究論文。該研究通過高通量藥物篩選，發現PARG抑制與氟尿嘧啶類藥物之間存在強效的合成致死效應；在此基礎上，深入揭示了PARG通過去PAR化修飾調控同源重組（HR）關鍵輔助因子RAD51AP1蛋白穩定性的全新機制，建立了“PARG-RAD51AP1”功能軸在胃癌化療耐藥中的核心驅動作用。鑒于HER2陰性胃癌患者至今缺乏有效的靶向治療手段，該發現為這一龐大群體提供了極具轉化潛力的聯合治療新策略。

研究團隊首先通過整合TCGA-STAD數據庫及自建多組學隊列進行系統分析，發現DNA損傷修復通路在胃癌中顯著激活，而PARG是其中高表達且與不良預后顯著相關的核心分子。免疫組化分析顯示，PARG蛋白在胃癌組織中顯著高表達，其高表達與患者更差的總生存期及更晚的TNM分期密切相關。尤為重要的是，在占胃癌患者絕大多數的HER2陰性人群中，PARG高表達的比例高達68.6%，提示PARG或可成為這一龐大患者群體潛在的新型治療靶點。

盡管PARG作為治療靶點具有理論吸引力，但單獨使用PARG抑制劑在實體瘤中的療效有限。為此，研究團隊采用高通量藥物篩選策略，在FDA已批準藥物庫中尋找可與PARG缺陷形成“合成致死”的伙伴。篩選結果令人振奮——氟尿嘧啶類藥物（包括5-FU）在PARG敲除細胞中顯示出極顯著的優先殺傷效果。體內外實驗一致表明，PARG抑制劑與5-FU或卡培他濱聯合使用展現出顯著的協同抗腫瘤效應，能夠更有效地誘導胃癌細胞凋亡、抑制腫瘤生長，且對主要器官毒性較低。在患者來源的異種移植（PDX）模型中，聯合治療組的腫瘤體積和重量均顯著低于單藥組，同時伴隨Ki67增殖指數下降、TUNEL凋亡信號增強及γ-H2AX DNA損傷標志物升高。

在闡明上述合成致死表型的基礎上，研究團隊進一步深入探究了其背后的分子機制。通過TurboID鄰近標記聯合質譜分析，鑒定出RAD51AP1是PARG的關鍵互作蛋白。RAD51AP1是HR修復中RAD51重組酶的重要輔助因子，對于修復5-FU誘導的復制相關DNA損傷至關重要。研究證實，PARG通過其N端結構域直接與RAD51AP1結合，并催化移除RAD51AP1上的PAR化修飾。這一去PAR化過程阻止了E3泛素連接酶RNF169介導的RAD51AP1 K48-linked泛素化（主要發生在K169位點），從而保護RAD51AP1免于蛋白酶體降解。在PARG缺失或抑制的情況下，RAD51AP1上積聚的PAR鏈成為泛素化降解的信號，導致RAD51AP1蛋白水平顯著下降，HR修復效率受損，細胞對5-FU誘導的DNA損傷更為敏感。功能回補實驗進一步證實，重新表達RAD51AP1能夠顯著逆轉PARG缺陷所賦予的化療增敏效應，表明RAD51AP1是該調控軸中關鍵的下游效應分子。

PARG-RAD51AP1調控軸機制圖：在PARG高表達的胃癌細胞中，PARG與RAD51AP1結合并移除其PAR化修飾，阻止RNF169介導的K48-linked泛素化降解，維持RAD51AP1穩定性以保障HR高效運行，從而賦予細胞化療抵抗；而在PARG被敲除或抑制時，RAD51AP1上的PAR鏈無法被去除，RNF169介導其泛素化并引導蛋白酶體降解，導致HR修復受損，細胞對5-FU的敏感性顯著增強。

臨床轉化層面，研究團隊在胃癌患者組織芯片中驗證了上述發現的臨床相關性。PARG與RAD51AP1在蛋白水平上呈現顯著正相關（而在mRNA水平上相關性較弱），且兩者共高表達的患者預后最差。更重要的是，當根據RAD51AP1表達水平對患者進行分層后，PARG的表達高低不再對生存產生顯著影響，表明PARG的預后價值高度依賴于RAD51AP1的共表達。這一發現將PARG-RAD51AP1蛋白共表達模式確立為具有臨床指導意義的生物標志物組合，為化療分層和聯合治療的患者篩選提供了理論依據。

綜上，該研究不僅通過藥物篩選發現了PARG抑制劑聯合氟尿嘧啶類藥物的合成致死策略，更從蛋白翻譯后修飾層級揭示了PARG通過“PAR化-泛素化”開關調控RAD51AP1穩定性的全新機制，將PARG從傳統的DNA修復“輔助因子”提升為化療耐藥的核心調控節點。鑒于多種PARG抑制劑已進入臨床研究階段，而氟尿嘧啶類藥物是胃癌標準化療的基石，該聯合策略具有現實的臨床轉化潛力，尤其可能為對傳統治療響應不佳且缺乏靶向藥物的HER2陰性胃癌患者提供新的低毒高效治療選擇。

浙江省腫瘤醫院程向東教授、葉足研究員，澳門大學沈漢明教授為文章的通訊作者；澳門大學健康科學學院博士研究生何晗昳為論文的第一作者。課題組成員胡楊嬋、鄧明聰、鮑奇美、祖丹、鐘雨珂、張淳凱、尤晨龍、杜曉涵、劉思琦、何燕華、高亮亮、高向征、劉海東、黃懿行、陳一關、容達德為本研究做出了重要貢獻。研究還得到了中科院杭州醫學所的荊吉研究員、陸葉研究員、MD Anderson癌癥中心John A. Tainer教授和劉敏博士、浙江大學醫學院詩音副教授等合作者的指導和幫助。

原文鏈接：https://aacrjournals.org/cancerres/article/doi/10.1158/0008-5472.CAN-25-4984/785959/PARG-Governs-a-PARylation-Ubiquitination-Toggle?searchresult=1

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