化療耐藥是許多結直腸癌患者預后不良重要原因之一，許多研究表明腫瘤微環境和細胞自噬都與腫瘤化療耐藥密切相關。IL-6作為腫瘤微環境中一種常見的細胞因子，在腫瘤血管生成、侵襲轉移、免疫逃逸等生物學行為中發揮顯著作用，也有研究報道其參與了腫瘤化療耐藥的調控，但內在分子機制僅集中在IL-6/STAT3這一經典信號。
2021年6月15日，華中科技大學王桂華教授及胡俊波教授共同通訊在《Nature Communications 》（2020 IF: 14.919）上在線發表了題“ IL-6 regulates autophagy and chemotherapy resistance by promoting BECN1 phosphorylation” 的研究論文。該研究發現并證明了IL-6調節細胞自噬和腫瘤化療耐藥的新機制，并闡述了該機制的潛在臨床應用價值。
研究思路及方法
一、IL-6通過非依賴于STAT3通路誘導細胞自噬
通過western blot、免疫熒光、電鏡等實驗技術，作者發現予以IL-6刺激后細胞自噬水平明顯上升。同時利用STAT3磷酸化抑制劑以及STAT3表達缺失細胞研究發現，IL6誘導的細胞自噬并不依賴于STAT3。
二、IL-6以JAK2信號依賴的方式促進細胞自噬
由于JAK2在IL-6下游信號傳導中起重要作用，作者通過使用JAK2小分子抑制劑以及沉默JAK2的表達，研究發現IL-6以JAK2信號依賴的方式誘導自噬。
三、JAK2能夠與BECN1結合并且使其Y333發生磷酸化
進一步通過生物信息學技術、免疫共沉淀、免疫熒光等實驗技術，發現JAK2能夠和BECN1結合。因為JAK2作為一種已知的酪氨酸激酶，作者猜想BECN1可能是JAK2的磷酸化底物。通過western blot實驗發現JAK2能夠影響BENC1的磷酸化水平，并利用數據庫分析、蛋白質結構分析預測其被磷酸化的位點，最后證明BECN1 Y333位點被JAK2磷酸化。重要的是，JAK2敲低顯著地消除了IL-6刺激引起的BECN1 Y333磷酸化水平的升高。
四、BECN1 Y333磷酸化是IL-6誘導的自噬所必需的
利用免疫共沉淀、免疫熒光等實驗技術，作者更深入的探討了BECN1 Y333磷酸化在IL-6誘導細胞自噬中的作用。研究發現IL-6誘導JAK2介導的BECN1磷酸化，影響了BECN1與Vps34、Vps15、BCL2、Rubicon之間的結合，進而促進細胞自噬。
五、IL-6誘導的BECN1 Y333磷酸化促進腫瘤化療耐藥
通過細胞活力檢測、細胞凋亡檢測等實驗技術，作者發現IL-6刺激可顯著消除奧沙利鉑(OXA)和5-氟尿嘧啶(5-Fu)引起的細胞活力下降，但這一作用被氯喹所逆轉。這一結果在動物實驗中同樣得到證實。為驗證BECN1 Y333磷酸化在IL6誘導腫瘤化療耐藥中的作用，作者利用吉凱基因的慢病毒產品構建了BECN1敲除的CT26細胞系，并在此基礎上構建了CT26-WT、CT26-Y331F和CT26-Y331E細胞株進行動物實驗，研究發現CT26-WT、CT26-Y331E細胞株的皮下瘤生長更加明顯。
六、JAK2誘導的BECN1 Y333磷酸化是腫瘤預后差和化療耐藥的預測標志物
作者通過對腫瘤組織芯片進行免疫組化檢測并進行統計分析，發現BECN1 Y333磷酸化可以結腸癌預后的潛在標志，同時聯合IL-6/JAK2/BECN1信號通路靶點藥物可協同傳統化療藥物對腫瘤細胞的殺傷作用。
研究總結
1. 闡明了細胞外細胞因子與自噬之間的調控信號通路(IL-6/JAK2/ BECN1信號通路)，并表明JAK2依賴的BECN1磷酸化可能與化療耐藥有關。
2. IL-6誘導的自噬有助于提高結直腸癌化療藥物反應的有效性，聯合靶向IL-6/ JAK2/BECN1信號通路的自噬抑制劑或藥物可能是一種潛在的臨床治療策略。
3. BECN1 Y333磷酸化可作為結直腸癌不良預后的預測標志物，并可作為結直腸癌化療潛在效益的標志物和早期診斷化療耐藥性的標志物。
吉凱助力
該研究中使用的小鼠BECN1基因敲除慢病毒由吉凱基因提供，助力實現高效特異的基因敲除。
作者簡介
華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院王桂華教授和胡俊波教授為論文共同通訊作者，住院醫師胡福清和宋達為論文第一作者。該研究得到國家自然基金面上項目資助。
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