KRASG12D抑制通过诱导EMP1+向LGR5+细胞状态转化促进结直肠癌肝转移耐药新机制

本研究揭示了在转移性结直肠癌（mCRC）模型中，选择性KRASG12D抑制剂RMC-9945治疗会触发肿瘤细胞从预后不良的EMP1+高复发细胞（HRC）状态向WNT驱动的LGR5+癌症干细胞（CSC）状态快速转化。这种细胞可塑性转变通过改变转录因子（AP1/TCF）结合模式实现，且LGR5+细胞清除联合KRAS抑制可显著降低转移负荷。研究证实致癌KRAS通过调控细胞可塑性驱动治疗抵抗，为联合靶向策略提供新思路。

KRAS^G12D抑制在mCRC中强化LGR5⁺ISC样程序

研究团队使用选择性共价小分子抑制剂RMC-9945靶向活性构象的RAS-G12D，发现在早期肝转移模型中可产生持久疾病控制，但在晚期转移模型中疗效有限。单细胞RNA测序（scRNA-seq）显示，RMC-9945处理后的转移灶细胞状态发生显著重编程，从富含EMP1⁺HRC状态转变为以LGR5⁺肠道干细胞（ISC）样程序为主的细胞群体。这种转化在多种结直肠癌模型（包括小鼠肿瘤类器官MTO和患者来源类器官PDO）中均得到验证，且伴随基底样胰腺导管腺癌（PDAC）和角化相关基因表达下调。

KRAS和BRAF抑制 across 结直肠癌模型诱导EMP1⁺HRC向LGR5⁺CSC状态的可塑性转变

体外实验表明，RMC-9945处理AKTP MTOs初期抑制生长，但随后出现耐药性再生。基因集富集分析（GSEA）证实RMC-9945上调LGR5⁺ISC程序，下调EpiHR不良预后特征。值得注意的是，BRAF^V600E抑制剂encorafenib联合西妥昔单抗在BRAF突变PDXO模型中也诱导类似细胞状态转换，说明MAPK通路激活共同维持EMP1⁺HRC状态。

KRAS激活突变诱导PDAC和角化相关基因

对癌症基因组图谱（TCGA）数据集分析发现，KRAS突变与EpiHR特征、基底PDAC特征及角化基因特征表达呈正相关。相反，肠道上皮关键转录因子（CDX2、ASCL2、HNF4A）表达降低。RMC-9945处理可逆转这些变化，恢复肠道上皮特性，表明致癌KRAS促进结直肠癌中非肠道基因程序的表达。

KRAS抑制诱导细胞状态转化的动力学

通过双视角倾斜平面显微镜（dOPM）活体成像和SLAM-seq技术，研究发现KRAS^G12D抑制后6小时内即可检测到LGR5⁺ISC特征转录上调及EpiHR特征沉默。表达LGR5-EGFP和EMP1-TdTomato报告基因的类器官显示，EMP1⁺细胞直接转化为LGR5⁺细胞，证实为细胞状态转化而非选择性杀伤。

RAS（ON）G12D选择性抑制剂RMC-9945引发的染色质组织和转录因子占据变化

ATAC-seq和Hi-C整合分析发现，RMC-9945处理导致4,148个基因组区域可及性降低（富集FOS/JUN家族转录因子结合位点），898个区域可及性增加（富集LEF/TCF家族结合位点）。ChromBPNet分析显示，Emp1基因位点附近AP1结合位点可及性降低，而Lgr5基因内含子区TCF/LEF结合位点可及性增加，表明细胞状态转换涉及AP1与TCF/LEF复合物占据的动态转换。

RMC-9945增强β-连环蛋白/TCF转录活性

虽然RMC-9945处理未改变β-连环蛋白核定位，但显著升高TCF报告基因活性及TCF7、LEF1、TCF7L2表达。显性阴性TCF4（dnTCF4）实验证实，β-连环蛋白/TCF活性是RMC-9945诱导CSC程序所必需，且抑制该活性可协同增强KRAS抑制的疗效。

RMC-9945处理转移灶中LGR5⁺CSC的依赖性

利用LGR5-DTR-EGFP模型，研究发现RMC-9945单药将转移灶细胞均质化为LGR5⁺状态，而白喉毒素（DT）介导的LGR5⁺细胞清除联合KRAS抑制，可显著降低转移负荷并延长生存期。该协同效应在早期和晚期治疗模型中均得到验证，表明靶向KRAS诱导的CSC状态是潜在治疗策略。

讨论

本研究阐明致癌KRAS通过抑制β-连环蛋白/TCF活性促进结直肠癌细胞从LGR5⁺CSC状态向EMP1⁺HRC状态转化。KRAS抑制触发的逆向转化成为耐药新机制，其涉及AP1与TCF/LEF转录因子结合的快速切换。与胰腺癌、肺癌等模型对比，提示细胞可塑性是KRAS靶向治疗耐药的共同核心机制。针对KRAS诱导的CSC状态联合治疗可能改善转移性结直肠癌患者预后。