羧甲司坦干预奥沙利铂肝损作用早期生物标志物的发现及相关机制研究

Being involved in the standard chemotherapy regime, oxaliplatin (OX) plays an important role in raising the mean survival rates of the advanced colorectal cancer from 30% to 50%-60%. Accompanying this therapeutic improvement, OX induced liver injury (OILI) might lead to the increase of mortality in perioperative patients. Studies on the interventions against OILI remain superficial. A simply anti-oxidant agent might help to inhibit OILI. However this strategy could reduce the anti-tumor efficacy of OX as well. Our prior in vitro tests showed that Carbocisteine (CC) could inhibit OX induced human hepatic L02 cells apoptosis via the mitochondrial mechanisms such as lowering reactive oxygen species (ROS) levels and blocking caspase-3 activation. Meanwhile the apoptotic effects of OX on human colon adenocarcinoma HT-29 cells remained unaltered. Based on these data, the present project is designed to test the hypothesis that CC could inhibit OILI without attenuating the anti-tumor efficacy of OX in an in vivo setting of nude mice transplanted with HT-29 cells. In order to realize the early detection and early prevention of OILI as well as to establish the time window for CC intervention, a microTOF method is also employed to detect the biomarkers in peripheral blood samples. The involvement of Akt/mTOR signal pathway will also be investigated to find the key balance between blocking ROS related liver injury and maintaining the anti-tumor efficacy of OX. The importance of CC in enhancing the survival qualities of patients and optimizing multidisciplinary tumor treatment will also be provided by completing the present study.

含奥沙利铂（OX）的化疗方案将晚期结直肠癌5年中位生存率从30%提高到50%-60%，但引起的肝损伤最终导致围手术期死亡率的提高。国内外对干预OX致肝损的研究较浅显，一般认为抗氧化治疗可起到缓解作用。但抗氧化能降低OX抗肿瘤作用。我们前期实验证明羧甲司坦（CC）能通过降低活性氧（ROS）水平与抑制caspase-3激活等线粒体相关机制，在体外对抗OX诱导的肝L02细胞凋亡。而CC并不降低OX对结直肠癌HT-29细胞的毒性作用。本课题基于已取得结果，以荷瘤裸鼠为模型，将体外结果转化为体内模型，验证CC在不降低OX抗肿瘤作用的同时抑制OX肝损伤作用的假设。并利用microTOF技术寻找外周血中可能标志物，为化疗致肝损的早发现、早预防做铺垫，同时探讨CC干预时机以及Akt/mTOR通路的作用，以明确如何在对抗ROS与不影响OX抗肿瘤作用之间取得平衡，为提高患者生存质量及优化肿瘤综合治疗提供依据。

全身化疗是结直肠癌的重要治疗策略。但是药物毒副作用和耐药问题严重影响了患者的生存和生活质量。有报道显示，肿瘤细胞顺应氧化应激压力来适应生存，而且活性氧（ROS）与化疗/放疗的毒性和耐受直接相关。我们猜测，改变肿瘤氧化还原微环境可能提高化疗药物疗效并减轻其毒副作用。为了证明这个猜想，我们首先验证了奥沙利铂和羧甲司坦（一种抗氧化药物，最早用来治疗COPD）联合治疗BRAF突变的HT29细胞体外原位种植以及转移灶的疗效和毒性反应。我们发现，使用羧甲司坦前处理能够显著提高奥沙利铂对原位肿块的生长抑制作用，同时羧甲司坦对肿瘤的生长没有作用。羧甲司坦的作用呈剂量依赖性。而且羧甲司坦显著提高了奥沙利铂对肺转移灶的发生率和抑制率，同时提高模型鼠的总生存。分子机制的研究发现，这些现象和vimentin上调以及E-cadherin下调有关。我们的数据显示，羧甲司坦对基于奥沙利铂的结直肠癌癌辅助治疗有积极的作用。为了深入研究其中的机制，我们研究了长链非编码RNA（long noncoding RNAs, lncRNA）的作用。所谓lncRNA，是由基因组中非编码序列转录生成的、长度大于200nt、不具有翻译成蛋白质能力的转录本。近年来，大量实验证明由部分基因组所转录的长链非编码RNA在表观遗传水平、转录水平、翻译水平、蛋白修饰过程中均可发挥重要的调控作用。为了进一步研究羧甲司坦调控奥沙利铂抗肿瘤活性的调控机制，通过高通量Arraystar lncRNA表达谱芯片的手段检测8例（奥沙利铂化疗组4例、羧甲司坦预处理联合奥沙利铂化疗组4例）瘤体组织中lncRNA的表达，筛选在羧甲司坦调控奥沙利铂抗肿瘤活性中可能发挥重要作用的长链非编码RNAs，在差异表达的lncRNA当中，选取表达差异稳定倍数最大的400个lncRNA（上调/下调各200个）作为差异表达lncRNA。利用lncRNA与mRNA的表达水平信息构建共表达网络，构建共表达模块，并通过生物信息学数据库GO和KEGG对构建的共表达模块进行功能预测，以期系统、深入地揭示长链非编码RNA在羧甲司坦调控奥沙利铂抗肿瘤活性中所扮演的角色，为癌症化疗提供新的分子靶标。