G-四链体逆转卵巢癌耐药的分子机制和临床应用潜能的研究

Chemoresistance of cancers has been an urgent problem in clinical cancer treatment. We proposed a strategy to reverse the chemoresistance of cancers using G-quadruplexes and obtained promising results in preliminary experiments. In this proposal, we will further investigate the molecular mechanisms of G-quadruplex AS1411 to reverse the chemoresistance of ovarian cancer cells at molecular, cellular and animal levels. We will examine the expression properties (quantity, cellular localization, phosphorelation) of nucleolin and biological functions of the nucleolin-AS1411 interactions in the chemoresistance reversal, and will explore the interactions between AS1411 and proteins participating in the microtubulin assembly as well as the effects on the chemoresistance reversal mechanism. By comparing with other reversal strategies (small organic reversing reagents and siRNA) and mouse model, we will evaluate the advantages and shortages of AS1411 as a novel anti-cancer drug in cancer treatment. This study will provide a solid theoretical foundation and experimental basis for exploring the anti-cancer treatment and for developing novel G-quadruplex anti-cancer drugs for clinical applications.

针对临床肿瘤治疗中肿瘤耐药的问题，我们提出了利用G-四链体逆转肿瘤耐药的设想，并在前期实验中证实了可行性。为了奠定G-四链体作为新型抗肿瘤药物的理论基础，我们将继续在分子、细胞和动物水平上进一步解析核酸抗肿瘤药物——G-四链体AS1411在逆转卵巢癌耐药的分子机制。我们将考察核仁素在卵巢癌细胞、耐紫杉醇卵巢癌细胞和AS1411作用后的耐药卵巢癌细胞中的表达特性（表达、定位、磷酸化）以及核仁素与AS1411的相互作用在逆转卵巢癌耐药的生物学功能，研究AS1411与参与组装微管的相关蛋白之间的调控关系对逆转卵巢癌耐药的作用，进而阐明AS1411逆转卵巢癌耐药的机制；通过比较其它逆转肿瘤耐药方法（小分子逆转剂、siRNA干扰）和裸鼠荷瘤实验，总结AS1411逆转肿瘤耐药的技术优点和不足，为研究核酸抗肿瘤药物的分子机理和进一步评估其它新型G-四链体抗肿瘤药物的临床治疗价值提供实验基础和理论依据。

本课题针对临床治疗中肿瘤耐药的问题，提出了利用G-四链体逆转肿瘤耐药的设想。我们从三个方面开展了研究。首先，通过对比两对卵巢癌细胞和紫杉醇耐药卵巢癌细胞的基因表达谱，我们确定了在耐药细胞系中高表达的ERp57、RAB17、S100A14和S100A16可以作为肿瘤耐药标志物。我们进一步研究了肿瘤耐药机制与这些标志物的相关性。降低ERp57表达水平可以降低转运蛋白P-gp对紫杉醇的外排效应，提高耐药细胞对紫杉醇的敏感性；高表达RAB17受控于hsa_circ_0000714/miR-370-3p/RAB17调节轴，hsa_circ_000714作为miR-370-3p分子海绵调控RAB17的表达是激活CDK6/RB信号通路促进了细胞紫杉醇耐药。其次，AS1411作用敏感细胞A2780和耐药细胞A2780/Tax的过程中，与焦亡执行蛋白GSDME发生特有的相互作用，调控肿瘤耐药。最后，为了实现AS1411逆转肿瘤耐药的临床应用，我们合成了介孔二氧化硅的纳米材料作为靶向药物载体。通过简单地调整脂肪酸盐的脂肪链长度、正硅酸乙酯的浓度以及反应时间，我们可以使二氧化硅纳米颗粒的形貌（颗粒大小、孔径大小、沟槽深浅等）发生连续的转变。在优化了纳米颗粒结构后，构建了AS1411/pArg/GSDME/紫杉醇/介孔二氧化硅的靶向载药体系，在针对紫杉醇耐药卵巢癌细胞系的实验中，可以实现肿瘤耐药逆转。此外，我们制备的介孔二氧化硅纳米材料还具有转染miRNA、siRNA和真核表达质粒pcDNA3.1或者荧光素酶报告基因质粒PLUC的能力，具有作为靶向载药体系和实施基因治疗的巨大潜力。我们的研究结果，为研究核酸抗肿瘤药物的分子机理和进一步评估其它新型G-四链体抗肿瘤药物的临床治疗价值提供实验基础和理论依据。