高通量药物筛选发现地高辛和金诺芬克服小细胞肺癌耐药的验证及其抗耐药机理的研究

Small cell lung cancer (SCLC) is a very aggressive subtype of lung cancer. Chemoresistance is the major issue in SCLC clinic, and no effective drug is applied for the treatment of chemoresistant SCLC. Previously, by performing a high throughput drug screening we discovered digoxin and auranofin, which are able to overcome SCLC chemoresistance. In the study, we will firstly validate the anti-chemoresistant efficiency of digoxin and auranofin in chemoresistant SCLC cell lines and mice models. Secondly, we will study the mechanism that digoxin and auranofin overcome SCLC chemoresistance by targeting mitochondria (mitochondrial metabolism, calcium, Bcl-2 anti-apoptosis protein, mitochondrial fission and fusion etc.). Finally, we will investigate the alterations of mitochondria (mitochondrial metabolism and calcium etc.) that regulate SCLC chemoresistance, and then explore a novel strategy to overcome SCLC chemoresistance by targeting mitochondria. Therefore, our study not only helps to elucidate the mechanism of digoxin and auranofin that overcome SCLC chemoresistance, but also finds new target-mitochondria for SCLC anti-chemoresistant therapy. Our study has potential clinical application in the future.

小细胞肺癌是一种高度恶性的肺癌亚型，化疗耐药是小细胞肺癌临床治疗的最大问题，并且小细胞肺癌耐药后缺乏有效的治疗药物。本项目前期通过高通量药物筛选发现了可以克服小细胞肺癌耐药的药物地高辛和金诺芬。本项目拟利用耐药的小细胞肺癌细胞和小鼠动物模型验证地高辛和金诺芬克服小细胞肺癌耐药的效应；深入研究地高辛和金诺芬如何通过靶向线粒体（线粒体能量代谢、钙离子、Bcl-2家族抗凋亡蛋白、线粒体融合和裂解等）克服小细胞肺癌耐药；然后进一步研究在小细胞肺癌耐药过程中，线粒体如何变化（比如线粒体能量代谢和钙离子的变化等）调控耐药，进而针对性地探索通过靶向线粒体干预小细胞肺癌耐药的新方法。因此，本课题研究不仅有助于阐明地高辛和金诺芬克服小细胞肺癌耐药的机理，而且能为耐药的小细胞肺癌的治疗提供新的靶标-线粒体，具有潜在的临床应用价值。

小细胞肺癌是一种高度恶性的肺癌亚型，化疗耐药是小细胞肺癌临床治疗的最大问题。本项目的研究目标是：通过高通量药物筛选发现可以克服小细胞肺癌化疗耐药的药物，并且研究靶向线粒体是否可以增强小细胞肺癌对化疗的敏感性。经过4年的研究本项目取得以下重要研究结果：.1）高通量药物筛选发现了金诺芬（Auranofin）可以有效地增强化疗药物顺铂（Cisplatin）杀伤小细胞肺癌的敏感性，并且在小细胞肺癌细胞和小鼠模型中进行了验证。机理研究发现金诺芬通过增加ROS的产生，诱导线粒体功能障碍和DNA损伤，从而增强小细胞肺癌对顺铂的敏感性。.2）蛋白组学分析和CHIP实验发现在小细胞肺癌中蛋白酶体抑制剂（Bortezomib和Carfilzomib）通过诱导FOXM1的表达，促进MCL-1的转录。在细胞和小鼠水平，MCL-1抑制剂（Obatoclax）可以有效地增强蛋白酶体抑制剂（Bortezomib和Carfilzomib）杀伤小细胞肺癌的效应。.3）靶向线粒体的药物ABT-263通过干扰Bcl-2和Bim的相互作用，增强放化疗诱导的小细胞肺癌细胞的凋亡，从而增强小细胞肺癌对放化疗的敏感性。.4）高通量药物筛选发现双硫仑（Disulfiram）可以增强小细胞肺癌细胞对顺铂的敏感性，补充铜离子可以增加双硫仑和顺铂联合用药协同杀伤小细胞肺癌的效应。. 依托本项目已发表8篇SCI文章（2篇一区），申请专利2项，培养研究生4名，参加学术会议和交流2次。该项目发现了新的有效地克服小细胞肺癌耐药的药物，具有潜在的临床应用价值。