Rab11-FIP2参与结肠癌西妥昔单抗耐药及其机制

Although cetuximab, an anti-EGF receptor (EGFR) monoclonal antibody, is an effective treatment for patients with metastatic colorectal cancer (mCRC), its clinical use is limited by onset of resistance. It has recently been shown that in initially responding patients with colorectal cancer with a K-Ras wild-type tumor, the resistance to anti-EGFR antibodies may occur by selection of cancer cell clones harboring a K-Ras gene mutation. However, approximately 25% of patients with colorectal cancer not responding to EGFR inhibitors are wild-type for KRAS, BRAF,NRAS, PIK3CA, and PTEN genes and the mechanism of resistance in these patients is still unknown. It was reported that Met played an important role in cetuximab resistance.We found that overexpression of Rab11-FIP2 and phosphorylated Rab11-FIP2 all contributed to cetuximab resistance. The underlying mechanism is perhaps as follows: Overexpression of Rab11-FIP2 and phosphorylated Rab11-FIP2 result in epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in mCRC cells, which plays an important role in the induction of cetuximab resistance; overexpression of Rab11-FIP2 suppresses the internalization of Met, which in turn phosphorylated Rab11-FIP2, there is a positive feedback between Met and Rab11-FIP2. These factors eventually result in cetuximab resistance. Here, we will test the relationship between Rab11-FIP2 and cetuximab resistance by using transfection, siRNA, nude mice and so on. Inhibition of the Rab11-FIP2-Met axis may improve response to cetuximab in mCRC, and may be a promising therapeutic strategy against human mCRC.

西妥昔单抗是靶向EGFR的单克隆抗体，目前已广泛应用于转移性结直肠癌的治疗，然而约25%的患者尽管K-Ras、N-Ras、PIK3CA、PTEN和B-Raf野生型，但仍然西妥昔耐药，目前机制尚不清楚。研究发现Met在西妥昔耐药中发挥重要作用。我们前期研究发现，过表达Rab11-FIP2和Rab11-FIP2磷酸化可导致细胞西妥昔耐药。推测可能的机制是：过表达Rab11-FIP2和Rab11-FIP2磷酸化可导致细胞发生上皮-间质转换（EMT），EMT也是西妥昔耐药的重要原因。过表达Rab11-FIP2抑制Met受体内化，而活化的Met又可磷酸化Rab11-FIP2，形成“Rab11-FIP2→Met→Rab11-FIP2”恶性循环，最终导致西妥昔耐药。本项目拟采用基因转染、沉默以及小鼠肿瘤模型等技术，探讨Rab11-FIP2参与西妥昔耐药的分子机制，为转移性结直肠癌的靶向治疗提供理论依据。

Rab11-FIP2具有抑制细胞膜受体内化的功能，过表达Rab11-FIP2可通过与Reps1相互作用，抑制EGFR内化和循环，EGFR内化受限是西妥昔单抗耐药的重要机制，因此我们提出Rab11-FIP2可能参与西妥昔单抗耐药的假设，通过研究我们发现Rab11-FIP2在结肠癌中过表达，Rab11-FIP2过表达与结肠癌西妥昔耐药密切相关。Rab11-FIP2过表达可抑制结肠癌细胞Met受体内化减少，导致Met受体过度激活，而Met受体过度激活会引起结肠癌细胞对西妥昔单抗耐药，激活的Met又可导致Rab11-FIP2发现磷酸化，我们的研究发现Rab11-FIP2发生磷酸化也是结肠癌细胞转移、西妥昔单抗耐药的重要原因。过表达Rab11-FIP2可促进结肠癌细胞PAI-1的分泌；分泌PAI-1可促进血管生成。鉴于前期结果及文献报道，Rab11-FIP2可能在不同组织的表达及功能不一，于是我们在肺癌中检测了Rab11-FIP2表达及甲基化情况。我们发现Rab11-FIP2基因甲基化是导致其在肺癌低表达的重要原因，另外Rab11-FIP2可促进糖代谢重要基因PGK1的泛素化，从而抑制肺癌细胞的生长。说明Rab11-FIP2在结肠癌中具有癌基因特点，而在肺癌中具有抑癌基因特点，然而我们发现，Rab11-FIP2在肝癌中的作用更为特别。我们发现Rab11-FIP2可以抑制肝癌细胞的生长，然而当索拉非尼处理细胞后，Rab11-FIP2高表达的肝癌细胞转移能力增强，对索拉非尼敏感性下降，进一步研究发现索拉非尼促进Rab11-FIP2发现乙酰化，而Rab11-FIP2乙酰化导致肝癌细胞转移能力增强，可能的机制是Rab11-FIP2乙酰化导致肝癌细胞内RNA选择性剪切发生变化，最终转移能力增强，对索拉非尼敏感性下降。总的来说，Rab11-FIP2与肿瘤细胞的耐药、转移等密切相关，而且在不同肿瘤、不同环境中发挥的作用不完全相同。