论文部分内容阅读
急性髓系白血病(Acute Myeloid Leukemia,AML)是一种恶性程度极高的血液系统疾病,具有异常增殖、分化受阻、异质性强等特点。目前,AML的主要治疗方式为“7+3”疗法配合造血干细胞移植。虽然化疗后多数患者能达到完全缓解,但是这些患者中的大多数会复发并伴有并发症。另外,大约三分之二的老龄(60岁以上)AML患者对标准化疗无法耐受,预后很差。目前,成人AML患者五年总生存率仅为25%左右,儿童患者约为65%。因此,寻找新的AML治疗药物、制定新的治疗策略来延长AML患者的生存时间并最终提高患者的治愈率具有重要科学和临床应用价值。细胞凋亡失调是化疗耐药的关键因素之一。Bcl-2家族蛋白在细胞凋亡的调控中起关键作用,其中抗凋亡蛋白(Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1)的过表达与AML的不良预后及化疗耐药密切相关。因此,研发以抗凋亡Bcl-2家族蛋白为靶点的新型小分子抑制剂成为研究热点。Venetoclax是Bcl-2选择性抑制剂,在AML等多种肿瘤中均具有较强的抗肿瘤活性,并于2018年被美国FDA批准用于AML治疗。然而,临床治疗时发现,部分患者对Venetoclax具有较强耐药性,因此需要找到合适的药物与其联合应用,从而增强其抗AML活性。研究结果显示,在Venetoclax耐药细胞中,Venetoclax处理将促凋亡蛋白Bim从Bcl-2上释放,然而释放的Bim却被Mcl-1捕获,导致细胞凋亡无法发生,表明Mcl-1是Venetoclax内源性耐药的关键因子。另外,Venetoclax还可增强DNA损伤药物诱导的DNA损伤。上述研究结果预示,将能同时下调Mcl-1、上调Bim并诱导DNA损伤的药物与Venetoclax联合应用可能产生协同抗AML效果。PI3K/AKT通路与Ras/Raf/MEK/ERK通路在肿瘤的发生发展中起关键作用。50%-80%的AML患者均存在PI3K/AKT通路的异常活化,且预后不良。PI3K/AKT与Ras/Raf/MEK/ERK通路均对Mcl-1及Bim具有调节作用。同时抑制PI3K/AKT和Ras/Raf/MEK/ERK通路可下调Mcl-1并上调Bim,诱导细胞凋亡。研究表明,磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)抑制剂及组蛋白去乙酰化酶(Histone Deacetylases,HDAC)抑制剂联合应用可同时抑制PI3K/AKT和Ras/Raf/MEK/ERK通路。由此我们推测同时抑制PI3K和HDAC的小分子化合物具备同时下调Mcl-1和上调Bim的活性。CUDC-907是一种新型的PI3K和HDAC双靶点抑制剂,不仅可以直接抑制PI3K,还可通过抑制HDAC间接使ERK失活,预示CUDC-907在AML细胞中能同时下调Mcl-1并上调Bim。另外,已发表的研究表明,HDAC抑制剂在肿瘤细胞中通过下调DNA修复相关蛋白的表达从而导致DNA损伤的累积。由此我们推测,CUDC-907具备同时下调Mcl-1,上调Bim并引起DNA损伤的抗AML属性,因此将其与Venetoclax联合应用将产生协同抗AML活性。我们首先研究了CUDC-907单独抗AML的活性及相应的分子机制。结果显示,CUDC-907对AML细胞株、AML临床样本及MV4-11细胞株衍生的全身性小鼠异种移植瘤模型均具有较强的抗肿瘤活性。并且,CUDC-907可选择性杀伤AML祖细胞,对正常造血祖细胞没有影响。随后我们发现,CUDC-907通过下调Mcl-1并上调Bim诱导细胞凋亡;同时,CUDC-907可通过下调DNA损伤修复(DNA damage response,DDR)相关蛋白CHK1、Wee1及核苷酸还原酶(Ribonucleotide reductase,RR)调节亚基RRM1,抑制DNA损伤修复,导致DNA损伤的累积。另外,CUDC-907通过下调c-Myc来发挥其抗AML活性。基于以上研究结果,我们将CUDC-907与Venetoclax联合应用以增强Venetoclax的抗AML效果。研究结果显示,CUDC-907和Venetoclax联合应用在AML细胞株和临床样本中均具有协同抗AML活性。另外,在MV4-11衍生的全身性小鼠异种移植瘤模型中,CUDC-907可显著增强Venetoclax杀伤AML的作用效果。机制方面,CUDC-907联合Venetoclax可下调Mcl-1和上调Bim,并通过同时降低Bim与Mcl-1、Bcl-2的结合来克服CUDC-907和Venetoclax各自的凋亡抵抗作用,诱导细胞凋亡。另外,CUDC-907通过下调CHK1、Wee1、RRM1和c-Myc引起DNA损伤,而Venetoclax通过抑制DNA损伤修复进一步增强CUDC-907诱导的DNA损伤,从而诱导更多细胞凋亡。综上所述,CUDC-907与Venetoclax联合应用具有协同抗AML活性,为临床应用CUDC-907和Venetoclax治疗AML提供了理论以及实验依据。