Hintergrund und Ziel: Das Pankreasgang-Adenokarzinom (pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC) ist ein hochgradig tödlicher bösartiger Tumor mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von weniger als 10 %. Gemcitabin wird als Erstlinien-Chemotherapie für PDAC verwendet, versagt jedoch häufig aufgrund erworbener Resistenz der Tumorzellen. Ubiquitin-ähnliche Modifikationen spielen eine Schlüsselrolle bei der Krebsresistenz, aber ihr Mechanismus bei der Gemcitabin-Resistenz von PDAC ist noch nicht vollständig geklärt. Ziel dieser Studie ist es, die Rolle ubiquitin-ähnlicher Modifikationen bei der PDAC-Resistenz zu untersuchen und die Schlüssel-SUMO-Subtypen sowie deren Zielproteine zu identifizieren. Methoden: Es wurde eine gemcitabin-resistente PANC1-Zelllinie (PANC1_GR) etabliert, und die Expressionsniveaus von SUMO1, SUMO2 und SUMO3 wurden mittels Western Blot bestimmt. Der SUMO-Aktivase-Inhibitor ML-792 wurde zur medikamentösen Intervention eingesetzt, und Zellproliferation sowie Apoptose wurden mittels Zellzählkit (CCK-8) bzw. Durchflusszytometrie bewertet. Über lentivirale Vermittlung wurden SUMO1, SUMO2, SUMO3 und RRM1 herunterreguliert, und die Empfindlichkeit gegenüber Gemcitabin (IC50) sowie apoptotische Veränderungen nach Knockdown wurden bewertet. Schlüssel-SUMO2-modifizierte Zielproteine wurden mittels SUMO2-Immunpräzipitation und Proteom-Massenspektrometrie identifiziert. Die Transkriptomanalyse untersuchte differentielle Genexpression nach gemeinsamer Behandlung mit Gemcitabin und ML-792 sowie die Signalweg-Anreicherungsanalyse. Die statistische Analyse erfolgte mit t-Test oder einfaktorieller Varianzanalyse (ANOVA). Die Studie wurde vom Tierschutzkomitee des Experimentierzentrums des Tumorzentrums der Fudan-Universität genehmigt (Ethiknummer: FUSCC-IACUC-2023280). Ergebnisse: Die Modifikationsniveaus von SUMO1, SUMO2 und SUMO3 waren in gemcitabin-resistenten Zellen signifikant erhöht. Der Inhibitor ML-792 reduzierte die gesamten SUMO2- und SUMO3-Modifikationen und verstärkte die gemcitabin-induzierte Apoptose. Der Vergleich der verschiedenen ubiquitin-ähnlichen Modifikationen zeigte, dass nur der Knockdown von SUMO2 die Gemcitabin-Empfindlichkeit signifikant erhöhte. Die SUMO2-Immunpräzipitation zusammen mit Massenspektrometrie identifizierte RRM1 als Schlüsselzielprotein der SUMO2-Modifikation, deren Niveau in resistenten Zellen deutlich erhöht war, während ML-792 die SUMO2-Modifikation von RRM1 signifikant hemmte. Knockdown von RRM1 simulierte den Effekt der SUMO2-Hemmung, verstärkte die gemcitabin-induzierte Apoptose und reduzierte die IC50. Die Transkriptomanalyse zeigte, dass die Blockade der SUMO2-Modifikation DNA-Replikation, Mismatch-Reparatur und andere resistenzbezogene Signalwege beeinflusst und so die Chemoresistenz der Zellen abschwächt. Zusammenfassung: Die SUMO2-vermittelte ubiquitin-ähnliche Modifikation von RRM1 spielt eine regulatorische Rolle in der PDAC-Gemcitabin-Resistenz.

ubiquitin-ähnliche Modifikation;SUMO2;RRM1;Gemcitabin-Resistenz;Pankreasgang-Adenokarzinom