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肿瘤血管生成是肿瘤发展和转移的关键步骤。目前,抗肿瘤血管生成治疗的关键仍然是发现新的靶分子。我们实验室前期研究发现CD146是肿瘤新生血管标志分子,而并非之前被认为仅仅是细胞粘附分子。后续研究发现,肿瘤条件培养基诱导CD146二聚化,活化p38/IKK/NF-κB信号通路,进而促进血管生成。这些结果暗示CD146可能充当信号受体发挥功能。然而,其作为信号受体调节肿瘤血管生成的具体机制尚不清楚。本论文主要阐释了这一科学问题,并初步探索CD146在肿瘤耐药性中的作用。
第一部分主要回答CD146作为膜表面信号受体发挥功能的具体分子机制。首次发现CD146是VEGFR-2共受体,调节VEGFR-2信号通路,促进肿瘤血管生成。基于这一机制,我们构建了靶向血管生成的抗体联合治疗模型。具体如下:首先,借助免疫共沉淀及体外pulldown方法,利用CD146单克隆抗体AA98及突变体CD146/C452A工具,首次证实CD146直接结合VEGFR-2,并发现CD146胞外区第五domain的C452位点对于维持两者相互作用是必须的。其次,生化试验发现CD146对于VEGF诱导的VEGFR-2磷酸化,下游信号Akt,p38/IKK/NF-κB活化,体内外血管生成过程是必须的。最后,在接种人胰腺癌细胞裸鼠中构建了靶向CD146及VEGF的抗体联合抑瘤模型,结果显示AA98及bevacizumab联合用药具有协同效应,抑瘤率比单独用药提高了22个百分点。本研究的创新性及科学意义在于(1)揭示CD146作为膜表面受体促进血管生成的分子机制,获得其作为肿瘤血管生成标志分子的最直接证据;(2)成功建立靶向血管生成的抗体联合治疗模型,为临床肿瘤靶向治疗提供新思路及新策略。
第二部分研究主要是基于本实验室发现,CD146参与维持肿瘤干细胞特性,暗示CD146与肿瘤耐药性相关,试图揭示CD146参与调节肿瘤细胞耐药性的分子机制。本研究首次发现CD146能够负调控脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase,FASN)表达,后者被认为是肿瘤发生多药耐药性的主要机制之一。生化实验结果显示,CD146对于FASN的负调节是通过抑制AKT激活进而下调固醇调节元件结合蛋白-1的表达实现的。进一步的研究发现CD146的表达量降低能够引起多药耐药蛋白(Multidrug Resistance Protein1,MDR1)表达量增加,降低化疗药Dox及5-Fu诱导的肿瘤细胞凋亡。本研究揭示了CD146通过负调节FASN的表达调控肿瘤多药耐药性的分子机制,为临床上指导肿瘤化疗用药提供参考依据。