EGFR/STAT3信号通路调控ALDH+乳腺癌干细胞在三阴性乳腺癌紫杉醇耐药中的作用及机制研究

Chemotherapy is the mainstay of systemic treatment for Triple Negative Breast Cancer (TNBC). Paclitaxel is a widely used first-line drug for TNBC chemotherapy, but its effectiveness is limited because of drug resistance. It has been reported the ALDH+ BCSCs were elevated after neoadjuvant chemotherapy and also in metastasis breast cancer. These indicate ALDH+ BCSCs are involved in drug resistance, but the mechanisms are still not fully understood. Our previous study demonstrated that ALDH+ BCSCs were regulated by EGFR/STAT3 signal pathway, and both the percentage of ALDH+ BCSCs and phospho STAT3 level were increased in paclitaxel-resistant TNBC cells compared with its parental cells. In this project, we plan to further study the changes of EGFR/STAT3 signal pathway and ALDH+ BCSCs in TNBC during the development of paclitaxel resistance, and the regulatory effects of these changes on paclitaxel resistance, which would clarify the role and mechanism of ALDH+ BCSCs regulated by EGFR/STAT3 signal pathway on paclitaxel resistance of TNBC. This study will bring helps in broadening our understanding to the mechanisms of the development and regulation of paclitaxel resistance in TNBC, and provide clues for designing more effective treatment strategies for TNBC.

化疗是三阴性乳腺癌（TNBC）系统治疗的首选方案。紫杉醇是TNBC的一线化疗药物，但耐药的发生限制其疗效。有报道显示新辅助化疗后和转移性乳腺癌的标本中ALDH+乳腺癌干细胞（BCSCs）增多，提示ALDH+BCSCs参与耐药，但其具体调控机制尚不十分清楚。在前期研究中，我们发现并证实ALDH+BCSCs受EGFR/STAT3信号通路调控，还发现TNBC紫杉醇耐药细胞较其亲本细胞ALDH+BCSCs比例增加伴磷酸化STAT3水平上调。在本课题中，我们拟进一步观察TNBC紫杉醇耐药过程中EGFR/STAT3信号通路和ALDH+BCSCs的变化，并研究这些变化对紫杉醇耐药产生的调节作用，进而阐明EGFR/STAT3信号通路调控ALDH+BCSCs在TNBC紫杉醇耐药中的作用和机制。本课题将有助于我们深入理解TNBC紫杉醇耐药的发生和调控机制，并为制定更有效的治疗方案提供理论依据。

化疗是三阴性乳腺癌（TNBC）唯一有效的系统治疗选择。紫杉醇作为TNBC的一线化疗药物广泛应用于临床，但耐药的发生限制其疗效。因此，有必要对TNBC紫杉醇耐药的发生机制进行研究，以便有针对性地选择药物干预以期达到预防和逆转紫杉醇耐药的目的。本项目对TNBC紫杉醇耐药MDA-MB-231细胞及其亲本细胞开展比较研究，我们发现相较于亲本细胞，紫杉醇耐药细胞的ALDH+BCSCs比例和球状克隆成球能力显著增高。我们也观察了紫杉醇药物处理对荷瘤鼠肿瘤增长的抑制作用，在证实耐药细胞组肿瘤对紫杉醇耐药的基础之上，再次确认耐药细胞组肿瘤的ALDH+BCSCs比例显著高于亲本细胞组。以上结果提示ALDH+BCSCs可能参与紫杉醇耐药。同时我们还发现紫杉醇耐药细胞的EGFR/STAT3信号通路激活并且ALDH1A3表达增加，提示EGFR/STAT3信号通路和ALDH1A3可能在紫杉醇耐药中发挥调控作用。后续体外细胞学和在体荷瘤鼠研究中，我们通过抑制剂或慢病毒转染敲低技术证实ALDH1A3受EGFR/STAT3信号通路调控并影响ALDH+BCSCs的自我更新能力，抑制EGFR/STAT3信号通路或抑制ALDH1A3能够显著增加乳腺癌细胞对紫杉醇的敏感性。通过本项目的开展，明确了EGFR/STAT3信号通路通过增加ALDH1A3的表达调控ALDH+BCSCs进而介导TNBC紫杉醇耐药的作用机制，并证明抑制EGFR/STAT3信号通路或ALDH1A3能够有效逆转紫杉醇耐药。目前EGFR抑制剂和ALDH1A3抑制剂均已长期应用于临床抗肿瘤治疗，STAT3抑制剂也处在积极研发阶段。本项目研究结果为上述抑制剂应用于紫杉醇耐药TNBC患者的联合治疗提供了新的思路和理论依据，有望促进相关临床试验的开展，切实提高治疗效果，改善TNBC患者预后。