中肿团队揭示EGFR新功能及靶向治疗新方向

4月21日，中山大学肿瘤防治中心康铁邦、高嵩、魏灯辉团队联合中科院上海有机化学研究所丁克以及广东省人民医院张庆玲研究团队在国际顶级期刊《细胞研究》（Cell Research）在线发表最新成果：《溶酶体上的EGFR以激酶非依赖机制作为Rheb的GEF直接激活mTORC1》（点击文末阅读原文查看）。该发现揭示了激活型EGFR持续内吞现象的功能意义，为肿瘤治疗策略的创新提供了新的理论依据。

表皮生长因子受体（EGFR）是一种关键的跨膜酪氨酸激酶受体，其基因突变或扩增广泛存在于多种恶性肿瘤中，并与患者的不良预后密切相关。近年来，针对EGFR的分子靶向治疗已成为临床抗肿瘤治疗的重要策略。然而，频繁出现的耐药现象，以及EGFR是否尚存在其他促进肿瘤发生发展的关键机制，仍是当前基础研究和临床治疗亟需突破的难题。

已有研究发现，在肿瘤细胞系及患者临床样本中，EGFR蛋白可通过胞外分泌途径发挥重要生物学功能。中山大学肿瘤防治中心康铁邦团队系统阐明了EGFR胞外分泌的具体机制，揭示了经RAB31-FLOTs介导的ESCRT非依赖性外泌体分泌途径（Cell Research, 2021）及RAB22A介导的微囊泡分泌机制（Journal of Extracellular Vesicles, 2024）。这一系列研究为解释临床中部分耐药肿瘤组织中EGFR突变频率低下的现象提供了新见解，并为克服EGFR靶向治疗耐药性开辟了新的方向。

在传统认知中，激活的EGFR可同步触发下游信号通路（如RAS/RAF/MEK/ERK及PI3K/AKT/mTOR），并通过内吞途径转运至内体系统，在传递信号的同时逐步向溶酶体转运并降解，从而终止信号。然而，研究团队在前期研究中意外发现：活化的EGFR不仅可经外泌体或微囊泡形式排出胞外，且在排出过程中，AKT与ERK信号通路仍保持激活，但mTORC1激活明显受到抑制。

进一步深入机制研究发现，激活型EGFR在内吞至溶酶体后，可作为小GTP酶Rheb的鸟苷酸交换因子（GEF），以非激酶依赖的方式直接激活mTORC1，从而促进肿瘤细胞的持续增殖与生长。该发现揭示了激活型EGFR持续内吞现象的功能意义，即通过稳定激活mTORC1以维持肿瘤细胞的旺盛增殖状态，为肿瘤治疗策略的创新提供了新的理论依据。

具体而言，携带激活性突变的EGFR能够稳定定位于溶酶体膜上，通过其激酶活性非依赖的GEF功能，直接促进Rheb的GTP结合状态，从而持续激活mTORC1，显著促进肿瘤细胞的生长。通过细胞生物学、生化分析及高分辨率成像等多种手段，研究团队系统解析了EGFR在溶酶体膜上与Rheb直接结合的分子机制，并确定EGFR激酶结构域（TKD）中的第804位谷氨酸残基（Glu804）作为潜在“谷氨酸手指”，在GEF功能中发挥关键作用。功能验证实验进一步显示，通过基因敲入技术在EGFR突变型PC9细胞中引入E804K突变，显著降低了细胞内Rheb-GTP水平，抑制了mTORC1激活，且有效抑制了肿瘤细胞的增殖速度，并在动物模型中观察到明显的肿瘤生长抑制效果。

在药物研究方面，团队系统比较了不同代EGFR酪氨酸激酶抑制剂对mTORC1激活的影响，发现第一代抑制剂厄洛替尼主要抑制EGFR激酶活性，对mTORC1抑制效果有限；而第二代抑制剂阿法替尼不仅抑制激酶功能，还可部分阻断EGFR的Rheb-GEF活性，展现出更优的抗肿瘤效能，但因副作用较大，其临床应用受限。基于此，团队原创性地设计并成功开发了首个同时靶向EGFR激酶活性与GEF功能的小分子抑制剂BIEGi-1。初步体外实验表明，BIEGi-1在抗肿瘤活性上显著优于现有EGFR抑制剂，目前药物的优化正在积极推进中。

图1 模式图：激活型EGFR在内吞过程中，一方面通过其激酶活性激活AKT/TSC2通路，解除TSC2对Rheb的抑制，另一方面以激酶非依赖的鸟苷酸交换因子（GEF）活性，直接促使Rheb从GDP结合状态转变为GTP结合状态，协同驱动mTORC1激活，促进肿瘤细胞持续增殖。

综上所述，本研究首次揭示了EGFR通过激酶非依赖机制直接激活mTORC1的新型促癌功能，明确了关键的结构基础，并创新性提出了同时抑制EGFR激酶与GEF活性的抗肿瘤新策略，具有重要的科学创新意义和广阔的临床应用前景。

该研究由中山大学肿瘤防治中心贺晓波博士后、王秋霞博士、魏灯辉副研究员、林雨洁博士后及章霞博士为共同第一作者，康铁邦研究员、高嵩研究员、魏灯辉副研究员、中科院上海有机化学研究所丁克研究员以及广东省人民医院病理科张庆玲教授为共同通讯作者。

来源：实验研究部

文：贺晓波

编辑：郑敏珊 审核：陈鋆 审核发布：文朝阳、周昕熙