氯毒素与蛙卵核糖核酸酶偶联物抗恶性神经胶质瘤活性及其与替莫唑胺协同机制的研究

Malignant gliomas are the common carcinoma of the central nervous system, and its chemotherapeutic efficacy was always limited by the chemotherapy drugs resistance. The anti-glioma effect of Onconase could be improved by being conjugated to chlorotoxin (CTX), which can selectively bind to malignant gliomas. Previously CTX conjugated onconase (CTX-Onconase) was designed and prepared as a potential drug for malignant gliomas, and CTX-Onconase showed better curative effect for the nude mouse models bearing subcutaneous glioma comparing with the mixture of CTX and Onconase. In this study CTX（K15A、K23A）-Onconase will be designed and prepared, and the synergistic antitumor effect of chlorotoxin-targeted Onconase and temozolomide on malignant gliomas will be investigated in vivo and vitro; Furthermore, it will be investigated whether DNA methyltransferase expression could be promoted by CTX（K15A、K23A）-Onconase to enhance the methylation of methylguanine methyl transferase (MGMT) promotor, and the drug-sensitivity of temozolomide for malignant gliomas will be increased by the inhibition of MGMT expression. By this study the experimental evidences would be provided for the combined targeted treatment of malignant gliomas.

恶性神经胶质瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，药物耐受性的产生往往限制了化疗效果。氯毒素（CTX）可特异结合恶性神经胶质瘤细胞的特性可以提升蛙卵核糖核酸酶（Onconase）对恶性神经胶质瘤细胞的杀伤作用。本课题组前期设计并制备了CTX和Onconase的偶联物（CTX-Onconase），证实其对裸鼠皮下恶性神经胶质瘤模型具有更佳疗效。本研究拟设计制备具有更强抗肿瘤活性的偶联物CTX（K15A、K23A）-Onconase，并与一线化疗药物替莫唑胺（TMZ）联合用药，通过体外细胞培养以及恶性神经胶质瘤原位动物模型的体内研究，证明其协同抑制恶性神经胶质瘤细胞的作用；同时通过上述体内外研究，探索CTX（K15A、K23A）-Onconase是否可以通过促进DNA甲基化转移酶的表达，增强甲基鸟嘌呤甲基转移酶（MGMT）启动子甲基化水平，进而抑制MGMT表达，提高恶性神经胶质瘤对TMZ的敏感性。

恶性神经胶质瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，药物耐受性的产生往往限制了化疗效果。氯毒素（CTX）可特异结合恶性神经胶质瘤细胞的特性可以提升蛙卵核糖核酸酶（Onconase）对恶性神经胶质瘤细胞的杀伤作用。本课题组前期设计并制备了偶联物（CTX-Onconase），证实其对裸鼠皮下恶性神经胶质瘤模型具有更佳疗效。为了进一步优化和提高该靶向药物抗肿瘤活性，本项目制备和比较了CTX（K15A、K23A）-Onconase和CTX-Onconase的抗恶性神经胶质瘤活性。体外研究发现虽然CTX（K15A、K23A）对胶质瘤的靶向性有所提高，但CTX（K15A、K23A）-Onconase对肿瘤毒性并没有显著提高。体内研究发现Onconase与替莫唑胺（TMZ）在治疗恶性神经胶质瘤中的协同效应不明显。通过转录组分析发现，TMZ耐药型细胞株T98G和TMZ敏感型细胞株U251中差异表达基因大多是LcRNA和mRNA，且集中在PI3k/Akt、Ras、Wnt、MAPK和胞吞等通路上。通过TCGA、GTEx、cBioport和CGGA数据库中恶性神经胶质瘤患者相关数据进行分析发现，与蛋白酶类、磷酸化酶、整合素、DNA损伤、去泛素化、组蛋白甲基化、免疫调节、细胞受体、蛋白错误折叠响应和低氧等相关的50多个基因表达发生了明显改变，且与患者预后显著相关。通过进一步研究发现，IDH 突变或 1p/19q 共缺失的肿瘤组织中的MYEOV和HIF1A表达水平相关；MYEOV的表达水平与恶性神经胶质瘤细胞的增殖和侵袭能力及低氧微环境相关，但其对恶性神经胶质瘤替莫唑胺耐受性的影响不显著；MPLKIP表达水平与MGMT甲基化水平及TMZ治疗和耐药性相关；HIF1A表达水平与MGMT甲基化及肿瘤复发状态相关。本研究成果为后续恶性神经胶质瘤的治疗和TMZ耐药性分析提供了必要的理论依据。