酸性微环境下FOXO3介导Rab7/HOPS通路促进自噬效应调控胃癌耐药的机制研究

Drug-resistance is the big obstacle in current cancer treatment. 5-FU-resistance often occurrs in gastric cancer therapy, but its mechanism is not clear. Based on our gene chip results, autophage modulated by FOXO3 in acid microenvironment might be the major reason for gastric drug-resistance, and Rab7 is the key factor in the process. So, we propose that FOXO3 regulate the transcription of Rab7 by bonding with Rab7 promoter after transfer into the nucleus, and then induce drug-resistance through autophage in the acid environment. We plan to illustrate it at molecular and cellular levels. We also investigate the role and mechanism of Rab7/HOPS pathway in FOXO3 induced drug-resistance, and confirm it in animal models. Finally, the result will be verified in clinical samples. This study may clarify the mechanism of FOXO3 regulating autophage into inducing drug-resistance in acid environment, and provide another thought in reversing resistance and individualized treatment.

肿瘤耐药是当前肿瘤治疗的一大瓶颈，5-FU类药物在胃癌临床治疗过程中常产生耐药但机制不清。课题组利用基因芯片发现，酸性微环境下FOXO3在调控自噬诱导的胃癌细胞耐药过程中起重要作用，Rab7是FOXO3介导自噬的主要靶基因，为此我们提出：酸性微环境下FOXO3转位入核，通过结合Rab7启动子，促进自噬效应导致胃癌细胞耐药。我们拟在分子和细胞水平上明确FOXO3通过转位入核结合Rab7启动子，并调控其转录表达；拟验证FOXO3通过调节Rab7/HOPS通路活性，介导细胞自噬调控胃癌耐药的作用机理；拟在动物模型上进一步确定FOXO3对胃癌耐药的影响；最后，拟通过临床样本分析FOXO3和胃癌耐药的关系。本研究将从酸性微环境下FOXO3介导自噬这个新视点为揭示胃癌耐药的调控机制奠定基础，为寻找有效逆转耐药靶点和个体化治疗提供新思路。

先前的研究表明，叉头盒O（FOXO）家族的成员FOXO3调节各种细胞中的自噬。迄今为止，尚不清楚酸性微环境是否触发了胃癌细胞（GC）中自噬的诱导，而且FOXO3和GC酸性微环境之间的关系知之甚少。本研究主要是探讨FOXO3和酸性微环境在自噬中的作用，并确定FOXO3和酸性微环境如何通过自噬调节GC细胞的生长。方法：我们在不同pH值的培养基中体外培养人胃腺癌细胞（AGS），用FOXO3a质粒转染细胞，然后在不同条件下检测细胞的自噬。此外，我们还进行了CCK8，划痕和细胞侵袭试验，分别测试细胞活力和侵袭能力。我们采用了实时荧光定量PCR，Western blot及mRFP-GFP-LC3载体来检测各种自噬指示剂的表达。结果：我们发现与对照细胞相比，用FOXO3处理并暴露于酸性微环境的GC细胞显示出抑制的生长。我们还发现，在酸性微环境中培养的FOXO3质粒转染的AGS细胞中，LC3I，LC3II和Beclin-1等几种自噬基因的蛋白表达水平高于对照细胞，而P62蛋白的表达水平明显降低。此外，我们观察到过表达FOXO3并暴露于低pH条件的AGS细胞中的自噬通量的变化。结论：这些发现表明FOXO3通过在酸性微环境中促进自噬来抑制AGS细胞的生长。此外，我们的研究结果表明针对FOXO3和低pH条件的抗癌治疗可能对GC的治疗有用。