背景:肿瘤细胞的多药耐药(multidrug resistance,MDR)现象的发生和发展是肿瘤临床治疗,特别是化学治疗的主要障碍。肿瘤细胞膜表面ATP结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白超家族的过表达是造成肿瘤的多药耐药现象的主要原因之一。过表达于肿瘤细胞表面的ABC转运蛋白超家族影响抗肿瘤药物的吸收、分布、代谢和排泄,并能特异性地外排一系列的传统化学治疗药物,如paclitaxel、doxorubicin、mitoxantrone和topotecan等,从而造成肿瘤细胞内抗肿瘤药物浓度大幅降低,进而发展为肿瘤细胞的药物抵抗,最终可导致肿瘤的治疗失败。目的:评价进入临床试验的selonsertib、ulixertinib和VS-4718三种小分子靶向药物逆转ABC转运蛋白介导的肿瘤细胞多药耐药的作用,探究其潜在作用机制。方法:1、利用MTT实验评价selonsertib、ulixertinib和VS-4718三种小分子靶向药物对本实验中所采用的细胞模型的直接增殖抑制活性;2、利用MTT实验评价selonsertib、ulixertinib和VS-4718对ABCB1转运蛋白介导的肿瘤细胞多药耐药的逆转作用(逆转实验);3、采用MTT实验评价selonsertib、ulixertinib和VS-4718对ABCG2转运蛋白介导的肿瘤细胞多药耐药的逆转作用(逆转实验);4、利用Western blotting法和免疫荧光法(immunofluorescence,IF)评价selonsertib、ulixertinib和VS-4718三种小分子靶向药物对ABCB1及ABCG2转运蛋白在肿瘤多药耐药细胞中的表达水平及亚细胞定位的影响;5、利用以氚标抗肿瘤药物为探针的药物蓄积及泵出实验评价selonsertib、ulixertinib和VS-4718三种小分子对ABCB1和ABCG2转运蛋白外排功能的影响;6、利用ATPase学实验评价selonsertib、ulixertinib和VS-4718对ABCB1和ABCG2的ATP酶活性的影响;7、利用计算机模拟分子对接预测selonsertib、ulixertinib和VS-4718三种小分子靶向药物与ABCB1和ABCG2转运蛋白的潜在结合位点,对结合能力进行评分。结果:1、Selonsertib、ulixertinib和VS-4718在相对无细胞毒性的浓度下具有逆转ABCB1和ABCG2转运蛋白介导的肿瘤细胞多药耐药的作用;2、Western blot实验结果显示,selonsertib、ulixertinib和VS-4718均不显著改变ABCB1和ABCG2转运蛋白的表达水平;同时IF实验结果显示,经过selonsertib、ulixertinib和VS-4718的预处理,ABCB1和ABCG2转运蛋白的亚细胞定位并未出现显著性的改变;3、Selonsertib、ulixertinib和VS-4718的预处理可显著上调[~3H]-paclitaxel在过表达ABCB1的肿瘤多药耐药细胞中的水平,同时可上调[~3H]-mitoxantrone在过表达ABCG2的肿瘤多药耐药细胞中的蓄积水平。然而,selonsertib、ulixertinib和VS-4718对亲本细胞的氚标药物蓄积水平无显著的影响;4、Selonsertib、ulixertinib和VS-4718显著抑制[~3H]-paclitaxel和[~3H]-mitoxantrone从过表达ABC转运蛋白的肿瘤多药耐药细胞中外排,并且不影响[~3H]-paclitaxel和[~3H]-mitoxantrone从亲本细胞中的外排,提示selonsertib、ulixertinib和VS-4718可直接抑制ABCB1和ABCG2转运蛋白的功能;5、Selonsertib、ulixertinib和VS-4718对ABCB1和ABCG2的ATP酶活性均具有促进作用,这提示selonsertib、ulixertinib和VS-4718可能与ABCB1和ABCG2的底物结合区域有一定的作用;6、Selonsertib、ulixertinib和VS-4718与ABCB1和ABCG2均有较好的结合能力,并且可以与ABCB1及ABCG2底物结合区域的部分氨基酸残基形成氢键或者π-π键合,提示selonsertib、ulixertinib和VS-4718可以与ABCB1和ABCG2的底物结合空腔结合,从而占据化疗药物的结合位点,造成化疗药物无法外排,从而达到耐药逆转的作用;结论:Selonsertib、ulixertinib和VS-4718通过占据ABC转运蛋白B1和G2亚家族的底物结合位点,竞争性地抑制化疗药物的结合,进而抑制化疗药物外排,从而增加化疗药物在肿瘤多药耐药细胞中的蓄积而逆转耐药。