Dec1在胶质母细胞瘤对替莫唑胺化疗抵抗中的作用及分子机制研究

Glioblastoma (GBM) is the highest malignant tumor of central nerve system and now temozolomide (TMZ) is regarded as the most effective drug for it. However, the prevalent drug resistance to TMZ makes the median survival time after chemotherapy prolong only 3 months. Intrinsic expression of O6 methylguanine DNA methyltransferase (MGMT) and the expression deletion of MLH1, a mismatch repair gene, after chemotherapy are the critical factors for the intrinsic and acquired resistance to TMZ. Differentiated embryo-chondrocyte expressed gene 1 (Dec1) is an oncogene with transcriptional regulation. In our previous study we found that the expression of Dec1 was negatively related with the apoptosis of tumor cells and the survival time of the patients with GBM who receiving chemotherapy. After down-regulating the expression of Dec1, the expression of MGMT was increased and that of MLH1 was decreased, which suggesting Dec1 participates in the chemotherapy of TMZ via MGMT and MLH1. But the mechanism is not clear. The study aims to probe into the effect of Dec1 on the cytotoxicity induced by TMZ and discuss the interaction between MGMT, MLH1 and Dec1, and provide a new synergistic therapy target for the intrinsic and acquired resistance of TMZ, which may play a critical role in improving the chemotherapy of TMZ and prolonging the survival time of patients with GBM.

胶质母细胞瘤(GBM)是中枢神经系统恶性度最高的肿瘤，替莫唑胺(TMZ)是目前GBM化疗最有效的药物，但普遍出现的耐药性使化疗后的中位生存期仅延长3个月左右；其中鸟嘌呤甲基转移酶(MGMT)固有高表达和化疗后错配修复相关基因MLH1的表达缺失分别是TMZ固有耐药和获得性耐药的关键原因。Dec1(分化型胚胎软骨发育基因1)是具有转录调控作用的癌基因，我们前期研究发现接受TMZ化疗的GBM患者中，Dec1表达水平与肿瘤细胞凋亡程度及生存期呈负相关；且下调Dec1表达后，MGMT表达升高而MLH1表达降低，提示Dec1可能通过MGMT和MLH1参与TMZ的化疗耐药，但具体机制尚不清楚。本课题拟在此基础上，深入研究Dec1对TMZ所引起的细胞毒性影响，揭示其与MGMT和MLH1的相互作用机制，为TMZ固有耐药和获得性耐药提供新的可能的协同治疗靶点，对提高TMZ化疗效果，延长患者生存期具有重要意义。

胶质母细胞瘤是临床上最为常见的中枢神经系统恶性肿瘤之一，为WHO分级最高级Ⅳ级，具有很强的增殖和侵袭能力，患者预后极差。目前临床上对于胶质母细胞瘤的治疗方案以手术切除联合放、化疗及生物治疗等综合治疗方法为主，但即使这样，其治疗效果仍不理想，患者有效平均生存期延长也仅为2-3个月，所以胶质瘤尤其是胶质母细胞瘤的治疗，已经成为目前临床上亟待解决的问题。替莫唑胺（TMZ）是目前临床上公认的对胶质瘤患者有效且最常用的化疗药物，其可以引发DNA双链断裂，从而引发肿瘤细胞的凋亡，并且还可以增加肿瘤细胞对放疗的敏感性。但是在临床使用中发现的日益明显的替莫唑胺化疗抵抗作用严重限制了其在临床的应用效果。因此，降低或减轻胶质瘤对 TMZ 耐药是当前脑胶质瘤患者后续治疗中急需解决的问题。本研究主要是在既有的胶质母细胞瘤细胞系基础上构建DEC1不同表达水平的相关细胞系，检测DEC1对于细胞表型的影响，其次施加TMZ处理，检测细胞的凋亡指标以反映DEC1对TMZ敏感性的影响。我们还通过Western Blot、RT-PCR验证DEC1对MGMT的蛋白表达水平与转录水平的调节，并通过小干扰RNA干涉验证DEC1对MGMT的调节是否是通过SP1实现的。在DEC1细胞系基础上进一步构建MGMT细胞系，影响MGMT的表达水平，再用TMZ处理，验证DEC1是否是通过MGMT实现调控，并在临床标本中验证DEC1表达在肿瘤组织与正常组织之间的差异，验证DEC1与MGMT表达的相关性。重要实验结果：1.DEC1可以促进胶质母细胞瘤细胞的增殖，迁徙与侵袭；2.DEC1在MGMT阳性细胞系中对TMZ敏感性有调控作用，而MGMT突变阴性细胞系中无此作用；3.DEC1通过SP1实现对MGMT的转录与翻译；4.DEC1通过MGMT实现对TMZ敏感性的调节，MGMT是介导作用的重要分子。科学意义：我们的研究探索了DEC1对MGMT调节的具体分子机制，验证了DEC1对TMZ敏感性调节的作用机制，为TMZ对胶质母细胞瘤化疗的耐药性阐明了部分机制，为改善患者的临床预后及提高替莫唑胺疗效提供了新的理论机制及实验基础。