HIF-1α/AMPK信号通路介导的细胞自噬降低前庭神经鞘膜瘤对贝伐单抗敏感性的机制研究

Bevacizumab can inhibit the rapid growth of vestibular schwannoma (VS) and has been used in the clinical treatment of fibromatosis type 2 (NF2) characterized by bilateral VSs, which will avoid surgical trauma and subsequent cranial nerve injury. However, nearly half of patients have an unsatisfactory response to the treatment of bevacizumab. It could be explained by hypoxia-related autophagy in the process of bevacizumab treatment, but the molecular mechanisms are far from understood. Our previous studies in vivo revealed that increased autophagy and proliferation of NF2 cells was induced by hypoxia after bevacizumab treatment. Besides, an increased protein level of HIF-1α and phosphorylation of AMPK was found in bevacizumab-treated cells compared with control group. Therefore, we hypothesize that HIF-1α/AMPK-mediated autophagy is a potential mechanism of the reduced sensitivity of VS to bevacizumab. Inhibition of autophagy may improve the effect of bevacizumab on NF2. In this project, we will reveal the underlying mechanisms of bevacizumab resistance of NF2, explore the roles of autophagy induced by hypoxia in growth of NF2, and clarify the molecular mechanisms of HIF-1α/AMPK signaling pathway in this process, in vitro as well as in vivo. At the same time, autophagy or HIF-1α/AMPK signaling pathway will be suppressed by specific inhibitors to evaluate the effect of autophagy-targeted therapy, which will provide foundations for clinical application of autophagy inhibitors in the targeted treatment of NF2.

贝伐单抗能够在一定程度上抑制前庭神经鞘膜瘤（VS）生长，已应用于以双侧VS为典型特征的神经纤维瘤病II型（NF2）中，以规避手术创伤。然而近半数患者用药后效果不佳，可能与贝伐单抗造成的缺氧环境引起细胞自噬有关，但其具体机制不明。课题组前期研究发现，贝伐单抗作用于NF2后造成细胞缺氧，缺氧诱导因子HIF-1α表达量及其下游分子AMPK磷酸化水平显著升高，进而诱发自噬，促进肿瘤生长。据此我们提出假说：HIF-1α/AMPK信号通路介导的自噬可能导致NF2对贝伐单抗耐药，抑制自噬有望提高贝伐单抗对NF2的疗效。本研究拟从分子、细胞和模式动物多层次展开，探究贝伐单抗引起的缺氧环境诱发自噬促使NF2耐药的分子机制，抑制HIF-1α或AMPK表达后观察NF2细胞增殖及自噬水平以阐明HIF-1α/AMPK信号通路的关键作用，在此基础上联合运用自噬抑制剂干预并验证药物疗效，为NF2药物治疗提供新靶点。

前庭神经鞘膜瘤（VS）是内听道及桥小脑角最常见的良性肿瘤，然而肿瘤增大所导致的颅高压症状若不加控制，会导致偏瘫，甚至威胁生命。VS按照肿瘤生长速度不同，可以分为三种类型：快速生长型、稳定型及缩小型。对于快速生长型VS，手术是最佳治疗方式，尤其是早期尚未影响到听力及面神经功能，手术效果最佳，在肿瘤全切除的基础上尽可能减少功能损伤；对于稳定及缩小型肿瘤，可以采用随访观察的保守治疗方式。然而肿瘤生长方式很难预测，以往认为囊性VS较实性者生长更为迅速，术后神经功能更差，但鲜有研究从肿瘤生物学角度阐明生长速度的差异。本研究收集了不同生长类型的VS及正常神经组织对照，通过多组学研究方法，试图阐明不同类型VS的生物学特征，预测不同肿瘤的生长速度，进一步选择最佳治疗方式，并初步进行药物靶点筛选。我们的研究发现，VS中除雪旺细胞外，还包括单核巨噬细胞、T/NK细胞等免疫细胞及成纤维细胞、血管细胞等基质细胞，不同肿瘤之间细胞类型具有较大异质性；快速生长的VS中高表达VEGFA的雪旺细胞占比明显升高；除雪旺细胞外，VS中单核巨噬细胞较正常神经显著升高，且快速生长的肿瘤中，增殖活跃的巨噬细胞及高表达CXCL3的巨噬细胞较多，而各种类型的T细胞占比较少；VS中成纤维细胞、血管内皮细胞等基质细胞排列紊乱，失去了正常神经中的内外分布结构。本研究从细胞类型构成角度观察不同生长状态VS的特征，并为预测VS的生长速度建立了预测模型。我们发现了与VS增殖相关的雪旺细胞和巨噬细胞亚群，从细胞学角度揭示了不同VS生长模式，并为今后的药物辅助治疗提供了可能的作用靶点。