PLK1抑制剂靶向治疗MMR基因缺陷型卵巢癌的协同致死作用机制研究

Epithelial ovarian cancer is the leading cause of death amongst gynaecological cancers. The majority of patients are diagnosed at a late stage and most eventually relapse and develop chemotherapy resistance. Therefore, to optimize ovarian cancer therapy, specific treatments that target molecular subtypes of ovarian cancer are required. Recent studies demonstrated that deficiency of mismatch repair (MMR) genes is associated with development of ovarian cancer. We have shown that nearly 10% ovarian cancer patients had MMR defects in their cancer.cells but not in their normal cells. This project aims to identify compounds that selectively kill ovarian cancer cells with MMR deficiency by the strategy of synthetical lethality. We have established the isogenic cell line model of MMR deficiency and found that inhibiting PLK1 is synthetically lethal with MMR deficiency. Based on our previous work, we are going to carry out the following study: 1. Investigate the mechanism of PLK1 and MMR-synthetical lethality at cellular level; 2. Validate the PLK1 and MMR-synthetical lethality in animal models; 3. Detect expression of target proteins in human ovarian cancer tissue. This may lead to a new, selective strategy of treating MMR deficient ovarian cancers.

卵巢癌（Ovarian cancer, OC）异质性显著但治疗手段单一。因此，针对不同类型的OC开发靶向药物将优化OC的治疗。近年来错配修复（Mismatch repair, MMR）基因缺陷被证实与OC发病相关。我们前期发现近10%的OC患者的癌细胞存在MMR蛋白表达缺陷，但其在正常细胞中表达正常。本项目利用癌细胞和正常细胞在MMR蛋白表达上的差异，以协同致死策略筛选能选择性杀伤MMR-细胞的药物。申请人已构建MMR-细胞模型，并经筛选发现Polo样激酶1（Polo-like Kinase 1，PLK1）抑制剂能选择性杀伤MMR-细胞，其机制和γH2AX诱导不足有关。拟开展的研究如下： 1. 在前期基础上进一步研究抑制 PLK1和MMR-的协同致死作用机制；2.在动物模型上验证PLK1抑制剂的治疗效果；3.检测靶蛋白在人OC组织中的表达。该研究有望为MMR-的OC患者提供靶向治疗的方向。

卵巢癌（Ovarian cancer, OC）是妇科肿瘤中死亡率最高的癌症，每年新增病例超过30万人。OC治疗的研究关键在于针对不同分子亚型探索新的治疗靶点并阐明其作用机制。本课题针对错配修复（Mismatch repair, MMR）缺陷型OC构建了MLH1-和MLH1+同基因型细胞模型，经高通量筛选发现Polo样激酶1（Pololike Kinase 1，PLK1）是和MLH1-具有协同致死效应的潜在靶点。随后我们发现该协同致死效应的作用机制在于：在MLH1+细胞中，一定程度的PLK1抑制能更强地诱导γH2AX的表达从而促进DNA修复；相比之下MLH1-细胞中γH2AX诱导不足，无法有效修复损伤的DNA，在药物处理中更容易死亡。此外，抑制PLK1活性还能导致细胞周期中G0/G1期细胞种群减少，S期种群增加，且在MMR+细胞中更为显著。由于铂类药物是卵巢癌的标准化疗方案，我们检测了PLK1抑制剂与顺铂联用的效果，结果发现两者联用对MLH1+肿瘤具有一定的协同作用，但是对MLH1-肿瘤具有微弱的拮抗作用。因此针对MMR-的OC我们不推荐PLK1抑制剂和铂类药物联用。另外，PLK1抑制剂仅在低剂量时显示出和MLH1-的协同致死效应，剂量过大会诱导非特异性的细胞毒作用导致细胞大量死亡。在对500余例卵巢癌肿瘤组织的分析中，我们发现MMR缺陷主要和子宫内膜样肿瘤亚型相关，于是我们针对这一亚型的肿瘤样本检测了与MMR缺陷相关的部分目标蛋白的表达情况并整合其他临床特征进行了分析。我们发现在人体肿瘤组织中MMR缺陷还和细胞毒性T淋巴细胞的浸润以及肿瘤分化程度等病理特征相关。项目负责人在本课题执行期间已经发表SCI论文一篇（通讯作者），另有一篇SCI论文（通讯作者）正在审稿中。在此课题基础上项目负责人立项省部级课题两项，培养研究生三名。