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肿瘤是严重威胁人类生命的重大疾病之一。由于肿瘤起病隐袭,病程较快,发现时多已局部晚期或发生远处转移,此时传统的手术及化学治疗效果均有限。从总体来说,当前采用DNA损伤药物进行肿瘤的化疗仍由于治疗相关性死亡,如对心脏的毒性、骨髓抑制等,或由于基因异常表达导致对药物的敏感性降低而失败。因此,寻找新的有效的靶点分子,从病因学上治疗肿瘤成为现今研究的热点,而靶向小分子抑制剂与传统的化疗药物联合应用来治疗这一复杂性疾病,将为肿瘤治疗开辟新的领域。
分子生物学的迅速发展使人们对癌症发生发展的分子机制有了进一步的认识,针对其中起关键作用的分子靶点研制的小分子抑制剂愈来愈受到人们的重视。近期发现的有丝分裂激酶Aurora—A(Aur—A)在调控细胞有丝分裂中起关键作用,更重要的是在急性髓系白血病和许多部位的实体瘤,如乳腺癌、肝癌、食管癌、肺癌、胰腺癌、卵巢癌及膀胱癌中,均发现Aur—A的基因扩增、突变或蛋白高表达。初步临床研究证实,Aur—A可作为一项与肿瘤发生、恶化密切相关的分子标记。新近的研究发现DNA损伤药物可抑制Aur—A的活性,导致细胞周期的阻滞,并可引起染色体分离的紊乱;高表达Aur—A可使细胞逃逸细胞周期检测点的监控而继续存活,从而对肿瘤治疗药物产生抵抗,为临床上提供了一个有效的靶点。本研究将深入探讨Aur—A作为DNA损伤检测点蛋白的重要性,进而探索靶向抑制Aur—A基因联合DNA损伤化疗药物治疗肿瘤的生物学效果及其分子机制,为小分子抑制剂与传统化疗药物联合作用治疗难治复发性肿瘤提供理论与实践依据。为此,本研究作了以下探讨:
我们前期的工作,采用非洲蟾蜍卵模型证明了Aur—A是DNA损伤检测点一个重要蛋白;在此基础上,我们采用人类胃癌细胞株进行进一步的验证,以揭示在肿瘤细胞中DNA损伤药物与Aur—A之间的关系,为靶向Aur—A激酶的肿瘤治疗提供理论基础。进而,我们采用临床标本利用免疫组化的方法对肿瘤组织中Aur—A的表达进行研究,并分析其与胃癌患者的性别、年龄、肿瘤大小、肿瘤位置、肿瘤分级、临床分期、肿瘤转移等的关系,以揭示Aur—A作为肿瘤治疗靶点的依据。同时,我们尝试运用Aur—A激酶的小分子抑制剂VX—680作用于胃癌细胞株,采用Western blot、免疫荧光、RNAi、流式细胞术等技术研究其对细胞增殖、凋亡的影响并阐明其中相关的信号通路,以明确该小分子抑制剂靶向治疗肿瘤的特异性和高效性。最后,我们将通过VX—680与临床上常用的DNA损伤药物多柔比星进行联合作用,研究其对肿瘤细胞增殖及凋亡的协同作用,评价其治疗肿瘤的临床潜在效力,并明确相关的分子机制。
本课题研究的结果及意义:
1.利用细胞模型,我们进一步验证了细胞周期激酶Aur—A是DNA损伤作用检测点的重要蛋白,抑制Aur—A可增强DNA损伤化疗药物对细胞的杀伤作用,提示Aur—A过表达将导致该检测点的失活,从而使临床上DNA损伤化疗药物对肿瘤细胞的杀伤作用降低。该研究为临床提供了一个有效的靶点,为靶向Aur—A的抗肿瘤治疗提供了实验基础。
2.利用临床标本我们分析发现胃癌组织中存在Aur—A的高表达,并且该高表达与预后不良密切相关,进一步提示了胃癌中Aur—A可能是临床上DNA损伤化疗药物敏感性下降,肿瘤化疗治愈率低的原因之一,针对Aur—A设计相应的小分子抑制剂将为临床肿瘤治疗开辟新的方向。
3.Aur—A小分子抑制剂VX—680对Aur—A激酶活性具有抑制作用,其能剂量依赖性的抑制胃癌细胞株的生长并诱导其凋亡,显示出该新型小分子抑制剂针对胃癌细胞的强大细胞毒性作用,并且此作用与激活Caspase通路,下调抗凋亡因子Bcl—2有关。通过RNA干扰方法明确了VX—680靶向Aur—A激酶诱导细胞发生凋亡,显示出其特异性高的优势。因此,VX—680作为新的分子靶向药物以其特异性高、效果显著而显示出其在肿瘤靶向治疗中的光明前景。
4.VX—680诱导胃癌细胞凋亡的分子机制,包括:G2/M期阻滞、纺锤体单极化,同时下调抗凋亡因子Bcl—2的表达,更重要的是下调了Survivin的表达。进一步研究发现抑制Aur—A可降低Survivin Thr34位的磷酸化,从而降低Survivin蛋白的稳定性,揭示了Aur—A所导致的细胞凋亡可通过抑制Survivin进行介导,为VX—680与其它化疗药物的联合使用提供了理论依据。
5.Aur—A的小分子抑制剂VX—680与DNA损伤药物多柔比星联合作用可协同抑制细胞的增殖、促进细胞凋亡,并且该协同作用与降低Survivin的表达相关,提示在肿瘤治疗中,可在传统的化疗基础上联合靶向小分子抑制剂。两药联用,不仅可以提高现有的治疗效果,还能降低化疗药物的毒性,减少耐药性,为临床上提供了新型有效的药物靶向治疗方案。