硫氧还蛋白T100磷酸化导致肿瘤细胞产生耐药性的分子机制

硫氧还蛋白（Trx）是导致肿瘤细胞耐药性的重要因子，被公认是治疗肿瘤的分子靶点。然而，目前针对Trx蛋白不同位点的药物并没有达到临床应用的效果,筛选新的活性位点对于开发基于Trx的肿瘤药物是必要的。申请人首次发现Trx第100位苏氨酸的磷酸化促进了Trx在肿瘤细胞中的核定位，导致了肿瘤细胞耐药性的产生，但是其精确分子机制尚不清楚。本研究将运用RNAi技术研究调控Trx磷酸化的蛋白激酶，使用核磁共振和荧光共定位等技术探究磷酸化对Trx结构及其核定位的影响的机制，通过EMSA等技术调查Trx磷酸化调控核转录因子及多药耐药分子的分子机理，并且在小鼠肿瘤模型中考查抑制Trx磷酸化对于解决肿瘤耐药性问题的可能性。本项目对Trx磷酸化的研究具有原创性，有望揭示Trx核定位及其导致肿瘤细胞耐药性的精确分子机制，为开发基于Trx的肿瘤药物、提高肿瘤治疗效果提供新的分子位点和策略。

申请人首次证明了Trx第100位苏氨酸的磷酸化促进了Trx向细胞核内转移，是导致肿瘤细胞产生耐药性的重要因素，抑制Trx磷酸化成为提高肿瘤药物药效的有效策略，但是Trx磷酸化的上游调控机制和下游导致肿瘤耐药性的分子机制均不清楚。本项目拟定确定调控Trx磷酸化的信号通路、揭示磷酸化增强Trx向肿瘤细胞核定位的机制、解析Trx磷酸化调控肿瘤细胞中多药耐药分子的分子机理，并调查抑制Trx磷酸化对于提高肿瘤治疗效果的临床学意义，为后续开发以Trx为分子靶点的肿瘤药物提供新的位点和思路。经过本项目的研究，已确定：1）mTrx-1(T100突变)，更多的以无活性的氧化态存在，导致mTrx-1与TXNIP的结合能力弱于野生型Trx-1；且TXNIP携带入细胞核的mTrx-1明显低于野生型，说明Trx-1核定位的机制之一可能是T100的磷酸化导致Trx-1与TXNIP的结合能力下降，从而TXNIP携带Trx-1入核的能力下降；2）甘草酸和甘草苷两种单药活性成分作用于肿瘤细胞后，Trx-1在其细胞核的定位表达均伴随着药物浓度增大与作用时间延长呈下降趋势。因此证明了这两种单药活性成分可以有效抑制Trx-1在细胞核中的定位；甘草酸和甘草苷与低剂量化疗药物联用对细胞的增殖抑制率也可达到与单纯高剂量化疗药物相近的效果。因此通过联合用药有望降低化疗药物使用剂量，从而在提升肿瘤治疗效果及减轻对患者的毒副作用方面显示出了一定的潜在临床意义。