Nrf2-Keap1信号通路与自噬在卵巢癌顺铂耐药中的串话

Nrf2 is a transcription factor that is ubiquitously expressed in all human organs. Nrf2-Keap1-ARE signaling pathway not only plays an important role in maintaining cellular oxidoreduction and homeostasis, but is involved in chemo-resistance during cancer therapy. The underlining mechanism is still unknown. Our preliminary data showed the expression of Nrf2 in ovarian cancer cells related to chemo-resistance, while the level of autophagy increased with cisplatin treatment, moreover, decreased mRNA level of Nrf2 changed the autophagy level in ovarian cancer cells. Based on these findings, we propose our hypothesis, Nrf2 and autophagy may be involved in the cisplatin-induced ovarian cancer cells chemo-resistance by its crosstalk. To testify this hypothesis, several kinds of ovarian cancer cells and an orthotopic implantation nude mouse model of human epithelial ovarian cancer are to be established, molecular markers, western blot, adenovirus transfection, electron microscope and high throughout chromatin immune precipitation are to be used to explore the role of Nrf2 and autophagy , and its crosstalk in ovarian cancer cisplatin-resistance. The mechanism is to be elaborated from the angle of molecular, cellular and animal whole body level. Thus will not only provide new targets for ovarian chemotherapy, but present theoretical basis for the autophagy-induced cancer cell death as well as Nrf2-related chemosensitivity are to be acted as novel cancer therapeutic model.

Nrf2作为转录因子广泛存在于全身多器官。Nrf2 - Keap1信号通路除了在维持细胞氧化还原方面起重要作用外，还参与肿瘤耐药，但其机制不明。我们的预实验结果提示 Nrf2的表达与卵巢癌细胞对顺铂的敏感性有关，而对顺铂耐药的卵巢癌细胞自噬活性增强，此外，抑制Nrf2mRNA的表达会改变细胞的自噬活性。为此，我们提出假说：Nrf2可能通过与自噬的串话共同参与了卵巢癌的顺铂耐药机制。 为验证这一假说，我们将通过人卵巢癌细胞系和裸小鼠人卵巢癌原位移植瘤模型，采用分子标记、免疫印迹、腺病毒载体转染、RNA干扰、电镜以及高通量染色质免疫共沉淀芯片等手段， 从分子、细胞、及动物整体水平等多方面探讨 Nrf2与自噬在卵巢癌耐药中的作用、及其相互影响，深入揭示Nrf2-Keap1信号通路在卵巢癌铂类耐药中的作用，并全面评价自噬在卵巢癌铂类耐药中的动态改变，丰富顺铂耐药机制，为卵巢癌化疗提供潜在的新靶点。

本课题的科学假说是：Nrf2可能通过与自噬的串话共同参与了卵巢癌的顺铂耐药机制。为探讨Nrf2-Keap1信号通路及自噬在卵巢癌顺铂耐药中的作用及二者可能的相互调控机制，我们采用卵巢癌顺铂敏感细胞株A2780及其对应的耐药细胞株A2780cp，通过蛋白印迹、免疫标记、RNA干扰、电镜、实时定量聚合酶链式反应等方法，从分子、细胞水平进行研究。结果显示，顺铂耐药细胞中自噬活性显著高于顺铂敏感细胞，采用3-MA药物抑制自噬或RNA干扰下调自噬活性，显著增加耐药细胞对顺铂的敏感性。此外，Nrf2及其下游基因NQO1、HO-1等在顺铂耐药细胞中同样高表达，RNA干扰下调Nrf2表达，可抑制下游基因表达，同时，耐药细胞对顺铂的敏感性显著增加。有趣的是，我们发现，抑制Nrf2蛋白水平，不仅抑制了Nrf2-Keap1信号通路相关分子的表达， 而且一系列自噬基因的mRNA水平、蛋白水平均受到抑制，自噬小体形成明显减少，提示Nrf2-Keap1信号通路可能调节自噬活性、两者协同作用参与了卵巢癌的顺铂耐药。该结论与课题假说相符。通过比较分析稳定转染了Nrf2的卵巢癌顺铂敏感细胞株、以及稳定转染了 Nrf2 shRNA的卵巢癌顺铂耐药细胞株的全基因组芯片结果，我们发现了一系列与卵巢癌顺铂耐药相关的新的Nrf2下游基因，以膜转运蛋白ABCF2分子为例，我们的初步研究表明，ABCF2作为全新的Nrf2的下游基因，可能被Nrf2激活，参与卵巢癌顺铂耐药。通过本课题的研究，进一步丰富了卵巢癌的顺铂耐药机制，深入揭示了Nrf2-Keap1信号通路在卵巢癌铂类耐药中的作用，创新性分析了Nrf2与自噬之间的分子串话，并发现了一系列新的Nrf2下游基因，其中以ABCF2为代表通过了初步验证，证实了其在卵巢癌铂类耐药中的可能作用，为卵巢癌化疗提供了潜在的新靶点。相信随着后续课题的持续研究，将有更多功能基因被发现，为揭示卵巢癌顺铂耐药机制做出更多贡献。