研究背景:胃癌是全球最常见的癌症之一,在我国大多数患者确诊时已是中晚期,化疗提高了局部晚期不可切除或转移性胃癌患者的生存率和生活质量。在胃癌常用化疗药物中,顺铂是发现最早、效果最好的铂类化疗药物之一,受原发性耐药或治疗过程中产生的获得性耐药影响,顺铂的临床应用受到很大程度的限制。团队在前期针对PFKFB3Baf-A1供应商调控胃癌曲妥珠单抗耐药的研究中,意外发现PFKFB3能够在体外介导胃癌细胞对顺铂毒性的抵抗,本研究试图阐明PFKFB3介导胃癌顺铂耐药的机制,以期为接受顺铂治疗的胃癌患者增强化疗效果、克服化疗耐药、改善预后状况。研究方法:1.借助TNMplot在线工具和TCGA-STAD测序数据做差异分析、收集本中心胃癌患者手术标本做免疫组化染色,验证PFKFB3在胃癌组织中的表达情况;3.借助GEPIA、K-M plotter在线工具验证PFKFB3与胃癌患者预后的关系;4.通过GSEA富集分析探索PFKFB3与顺铂耐药的关系以及潜在下游机制;5.设计外源性PFKFB3、xCT、PFKFB3截短体、xCT点突变的过表达和PFKFB3 siRNA序列,通过质粒转染、siRNA转染、慢病毒转染构建一系列过表达、敲低的胃癌细胞株;6.通过Western Blot、qPCR检测基因表达的蛋白水平、mRNA水平;7.通过CCK-8、PI染色、裸鼠皮下成瘤模型验证胃癌细胞的生长、生存状态;8.通过细胞免疫荧光、Co-IP验证PFKFB3与xCT的互作关系;9.通过磷酸化蛋白质组学寻找PFKFB3下游靶点;10.通过CysTerpenoid biosynthesis、GSH、ROS、MDA指标表征胃癌细胞的铁死亡水平。研究结果:1.PFKFB3在体外和体内介导胃癌顺铂耐药;2.PFKFB3在胃癌组织中上调且提示患者预后不良;3.胃癌组织中PFKFB3与铁死亡信号通路显著相关;4.顺铂诱导胃癌细胞铁死亡;5.PFKFB3通过抑制铁死亡介导胃癌顺铂耐药;6.PFKFB3通过其磷酸酶结构域与xCT互相作用;7.PFKFB3调控xCT磷酸化水平;8.PFKFB3与xCT在基因表达方面互不影响;9.xCT在S26位点的磷酸化水平与铁死亡密切相关;10.PFKFB3通过调控xCT在S26位点的磷酸化介导胃癌顺铂耐药;11.Erastin在体外和体内逆转PFKFB3介导的胃癌顺铂耐药。研究结论:1.PFKFB3在胃癌组织中上调,与胃癌患者不良预后相关;2.PFKFB3通过其磷酸酶结构域SBE-β-CD体内与xCT互相作用,介导xCT在S26位点的去磷酸化,从而增强xCT转运功能,上调细胞内Cys、GSH水平,下调细胞内ROS、MDA水平,进而抑制顺铂诱导的胃癌细胞铁死亡;3.顺铂与xCT抑制剂Erastin联用可以逆转PFKFB3介导的胃癌顺铂耐药,有望为临床实践提供一种潜在的化疗耐药治疗策略。