胰腺導管腺癌(PDAC)是美國癌癥相關死亡的第三大原因，5年生存率令人沮喪，僅為10%。盡管PDAC有明確的遺傳圖景，但到目前為止還沒有開發出臨床有效的靶向治療方法，目前的治療標準仍然是常規的細胞毒藥物。KRAS癌基因的突變發生在>95%的病例中，突變的KRAS在推動PDAC生長中的作用已經得到了很好的證實。盡管在臨床開發一種KRAS突變的直接抑制物(G12C)方面取得了進展，但該突變僅占PDAC中KRAS突變的2%.
KRAS效應信號網絡的抑制劑是針對突變的KRAS功能用于癌癥治療的最有前途的間接策略。在眾多下游效應因子中，RAF-MEK-ERK絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)級聯通路是阻斷KRAS致癌活性最受追捧的靶點之一。
圖片來源: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110060
RAF-MEK-ERK信號網絡是KRAS依賴的腫瘤生長的驅動因素，抑制ERK是治療KRAS突變PDAC的有效方法。然而，治療誘導的癌細胞獲得性耐藥和正常的細胞毒性限制了ERK抑制劑的有效性。
為了克服這些限制，我們應用功能篩選來確定增強Erki療效的組合。我們確定CHK1功能的喪失增強了Erki介導的對KRAS突變型PDAC細胞系和類有機物的生長抑制。我們發現多種機制參與了這一結合，其中之一是對Rif1介導的NHEJ修復和RAD51介導的HRR的雙重阻斷，其中之一是對Rif1介導的NHEJ修復和RAD51介導的HRR的雙重阻斷。
此外，我們還發現CHK1i激活了AMPK并刺激了自噬，同時抑制CHK1和自噬也導致了生長抑制。最后，CHK1、ERK和自噬抑制劑的三重組合造成了進一步的生長抑制。綜上所述，雖然抑制CHK1已被考慮用于導致DNA損傷的治療，但我們的發現也支持將CHK1抑制劑與KRAS效應信號和自噬抑制劑一起使用。
我們發現CHK1i是一種增強ERK抑制劑治療抗腫瘤活性的策略，這與之前對非PDAC癌癥的研究不同，在非PDAC癌癥中，ERK MAPK信號與CHK1i敏感性有關，而MEK抑制導致CHK1i耐藥。然而，我們的發現與多發性骨髓瘤的研究是一致的，在多發性骨髓瘤的研究中，同時抑制mek和chk1會在體內外引起協同生長抑制。
ERKI和CHK1i組合在PDAC中療效的一個機制基礎是CHK1函數的收斂。我們發現Erki抑制CHEK1基因轉錄，補充CHK1催化功能的抑制。這一機制證實了先前的觀察結果，即MEK1/2抑制放射增敏的PDAC細胞，并導致NHEJ和HRR蛋白的抑制。這種協同作用的第二個機制基礎可能涉及ERK介導的糖酵解抑制。我們和其他人之前證明了ERK-MEK的抑制導致糖酵解的下調。
我們還確認AMPK的激活和自噬的誘導是對CHK1i治療的反應。CHK1i是如何導致AMPK激活的尚不清楚。然而，與我們最近發現的ERK抑制類似，我們觀察到CHK1抑制增加了自噬通量，并使KRAS突變PDAC細胞敏化以抑制自噬。我們的結果支持并推廣了自噬抑制劑CQ抑制溶酶體使PDAC細胞對復制應激反應的抑制劑敏感的觀察結果。
Chk1保護致癌KRAS表達細胞免受DNA損傷，是胰腺癌治療的靶點
綜上所述，致癌的KRAS驅動的PDAC細胞生長對調控細胞周期、DDR和大分子代謝的重要基因的丟失非常敏感。通過對CHK1i誘導的信號變化的剖析，我們確定了可以作為PDAC聯合抑制劑治療靶點的關鍵信號節點。