IGF-1通过AKT/mTOR途径影响儿童急性淋巴细胞白血病复发的研究

Chemotherapy related hyperglycemia is an independent risk factor for early relapse and high mortality during adult ALL, but whether it affects the outcomes of childhood ALL remains unclear, and also the insulin treatment. Our studies show the incidence rate of chemothreapy-related hyperglycemia happened on children is 17.62% and which has higher relapse rate and mortality, insulin promotes the growth of ALL cells in adult by activating AKT/mTOR pathway、increases the tolerance of DNR and up-regulate the mRNA level of IR and IGF-1R. As an upstream regulator factor of AKT/mTOR pathway, we draw to the conclusion that IGF-1 may promote the growth of ALL cells and induced relapse. we aim to collect large samples of clincal data of ALL patients to evaluate the risk factors of chemotherapy related hyperglycemia. Trough vivo experiment, we explore the role of insulin in the proliferation, apoptosis and resistance of chemothreapy in ALL cell lines, study the IGF's affection in the prognosis of ALL through the pathway of AKT/mTOR, investigate the expression characteristic IGF-I R in ALL cell lines, and explore the effect of lGF-IR monoclonal antibody(IGF-IR MAb) as a promising target in the therapy of ALL.

化疗相关性高血糖是成人急性ALL复发和高死亡率的独立危险因素，其与儿童ALL预后关系未明，强化胰岛素治疗对预后的影响未知。本课题组前期研究显示化疗相关性高血糖在儿童ALL中发生率17.62%，高血糖组复发率和死亡率显著增高，胰岛素通过活化AKT/mTOR促进成人ALL细胞生长，同时增加柔红霉素耐药性，并上调IR、IGF-ⅠR表达。IGF-1是AKT/mTOR通路的上游调节因子，由此我们认为IGF-1可能通过AKT/mTOR途径促进儿童ALL细胞生长而影响复发。本项目拟采用前瞻性随机对照研究，探讨儿童ALL发生化疗相关性高血糖的危险因素，体外实验研究胰岛素对不同ALL细胞株和原代儿童ALL细胞生长、凋亡和耐药等的影响，研究IGF-1激活AKT/mTOR途径对儿童ALL复发的影响和IGF-1R在白血病细胞中的表达模式，探讨抗IGF-1R单抗的潜在靶向治疗作用

化疗相关性高血糖是影响成人急性ALL复发和高死亡率的独立危险因素，而在儿童ALL发生率为4%～20%，其与疾病复发的关系未明。课题组研究显示胰岛素通过活化AKT/mTOR促进成人ALL细胞生长而增加复发，并上调IR、IGF-ⅠR促进ALL细胞株Reh增殖。IGF-1作为AKT/mTOR通路的上游调节因子，当发生高血糖时机体分泌胰岛素，IGF-1产生增加，并与IGF-1R结合活化AKT。由此我们认为IGF-1可能通过AKT/mTOR途径促进儿童ALL细胞生长而影响复发。本项目采用临床随机前瞻性对照研究，探讨儿童ALL发生化疗相关性高血糖的危险因素，通过体外实验研究胰岛素对不同ALL细胞株和原代儿童ALL白血病细胞生长、凋亡和耐药等的影响，研究了IGF-1通过AKT/mTOR途径对儿童ALL复发的影响和IGF-1R在白血病细胞中的表达模式，探讨抗IGF-1R单抗的潜在靶向治疗作用。结果显示，在儿童ALL患者中，高年龄、危险度分层差是ALL患儿发生化疗相关性高血糖的高危因素，而与性别、诱导缓解治疗后是否获得CR无明显相关性；其中高血糖患儿的5年总体生存率及无复发率均低于无高血糖组，提示高血糖患儿的预后较差。与正常儿童相比，儿童ALL初发组和复发组中外周血淋巴细胞的IGF-ⅠR mRNA表达升高。IGF-ⅠR的表达与病程相关，病情进展时（初发、复发）IGF-ⅠR mRNA表达升高，病情缓解（CR）时则降低，提示IGF-ⅠR在急性淋巴细胞白血病细胞的增殖中起重要作用，其表达量增高可能反映了ALL细胞恶性增殖倾向。胰岛素能促进ALL细胞的生长，减少凋亡，可能增加ALL细胞对化疗药物的耐药性。而抗IGF-ⅠR 单克隆抗体可促进细胞凋亡，同时下调细胞表面IGF-ⅠR表达，使细胞周期停滞在G0/G1期，蛋白水平检测发现p-AKT、p-P70S6K、p-mTOR三种通路蛋白表达减少，提示该单抗通过中和细胞表面IGF-ⅠR促进细胞凋亡，机制可能是通过抑制IGF-ⅠR与其配体结合介导的AKT/mTOR途径，从而减弱该通路的下游生物学效应引起，为抗IGF-ⅠR单克隆抗体在ALL的临床应用提供一定的理论依据。本研究对减少儿童ALL复发和提高儿童ALL白血病的治疗效果和长期总体生存有重要意义，可为提高ALL患儿的整体预后提供实验及理论依据。