激素难治性前列腺癌耐药相关的炎症机制及小分子天然化合物的干预研究

Docetaxel is the standard of care in men with hormone-resistant prostate cancer (HRPC). However, ~50% of patients do not respond to Docetaxel and are exposed to significant toxicity without direct benefit. Few therapeutic options are available. In?ammatory response emerges as a novel mechanism for chemotherapy resistance in addition to the typical multidrug resistance. Inhibiting in?ammatory cytokines is implicated in enhancement of chemosensitivity. We established paclitaxel-resistant cells PC3/Tax from parent PC-3. Microarray analysis revealed that expression levels of mrp2, encoding for a MRP2 transpoter, and insulin-like type I growth factor receptor (IGF-IR) genes were positively correlated with IL1 and IL6 in PC3/Tax cells. Treatment of resistant cells with small natural chemicals with anti-inflammatory activity resulted in a significant decreased IL6, enhanced accumulation of Rh123 in cells, subsequently led to restoration of docetaxel sensitivity. The present study is designed to investigate the role of in?ammatory cytokines in the development of drug-resistance in PCa, and identify the mechanisms by which IL1 and IL6 regulate the expressions of MRP2 and IGF-IR in resistant cells. Finally, reversal effects of anti-inflammatory natural chemicals on drug resistance will be examined in vitro and in vivo. The finding of this study will provide evidence that IL1 and IL6 play an important role in the development of drug resistance, and anti-inflammatory chemicals potentially reverse chemotherapy resistance in HRPC.

以紫杉醇为首选的化疗是治疗激素难治性前列腺癌(HRPC)的主要手段。但约50%患者治疗后产生化疗抵抗，尚无有效的逆转策略。HRPC耐药除经典途径外，炎症因子参与的耐药机制备受关注，靶向炎症因子介导的信号成为克服耐药新的策略。我们构建的紫杉醇多药耐药前列腺癌细胞中转运蛋白MRP2、受体酪氨酸激酶IGF-1R的高表达与促炎因子IL1、IL6的异常高表达密切相关。筛选得到的具有抗炎活性的小分子天然化合物，通过显著下调耐药细胞IL-6表达、增加药物蓄积、提高化疗药物的敏感性。本课题通过研究炎症因子及其信号通路在HRPC耐药过程中的表达与调控规律、炎症因子的表达与耐药相关蛋白表达的对应关系，揭示炎症因子参与HRPC耐药的发生机制；并通过对具有抗炎活性的天然小分子化合物在逆转HRPC耐药中的应用进行体内外实验，研究其逆转耐药的机制，为从抗炎角度寻找HRPC耐药逆转剂奠定研究基础。

激素难治性前列腺癌(HRPC)恶性程度高、死亡率高，以紫杉醇类药物多西紫杉醇（多西他赛 Docetaexl）为基础的化疗是临床首选的治疗手段。同样经多西他赛化疗后产生的多药耐药不可避免，而且机制复杂，除了卡巴他赛可逆转由P-gp机制介导的耐药外，尚无有效的逆转策略。本课题基于耐药的炎症机制，首先探讨了炎症因子在耐药细胞中的表达情况，确定IL6和TNFα在耐药细胞中的表达显著上调，并通过芯片数据和蛋白质组学数据分析了IL6通过激活STAT3促进受体酪氨酸激酶IGF-1R的表达、下调Arrestin1而减少IGF-1R的降解，从而导致IGF-1R的水平显著增加、促进细胞的增殖存活能力而抵抗药物诱导的细胞凋亡；同时IGF-1R的下游靶蛋白MRP2等也显著上调、减少药物蓄积。更重要的是发现细胞内的ROS水平低、SOD2的表达升高也参与耐药过程，SOD2通过Arrestin1调控IGF-1R的水平，表明耐药机制的交互协同促进细胞耐药。基于此机制我们从具有抗肿瘤活性的双联苄类、三萜类、二萜类等100多个化合物中筛选还具有抗炎活性的化合物，并确定双联苄类地钱素M（MM）化合物的抗炎活性显著、毒性低而且抗肿瘤机制有独特之处，确定MM 通过抑制经典的IKK/NF-κB、JAK/STAT3信号从而降低IL1、IL6、TNFα等炎症因子，MM对多种促炎因子的抑制作用可显著增加前列腺癌细胞对化疗药物的敏感性，逆转耐药的效果显著优于采用单克隆抗体抑制IL6信号。抗炎活性弱的联苄化合物可抑制P-gp的功能发挥逆转耐药的作用，表明多个耐药机制并存的复杂性，提示单靶点药物逆转耐药有其局限性，筛选具有抗炎活性的小分子化合物具有良好的应用前景。另外，炎症因子还可通过E2F促进小细胞肺癌的侵袭转移。还分析了其它类型的天然化合物抗肿瘤活性及其机制。总之，本课题的研究不仅阐明了炎性机制参与前列腺癌的耐药过程，而且发现了新的具有抗炎活性的逆转耐药化合物，研究有创新性，取得了良好的研究成果，已发表SCI收录文章10篇，待发表3篇，培养博士、硕士研究生9人，青年教师3人。