一种新结构化合物抑制beta-catenin通路杀伤白血病干细胞的药理学研究

Gleevec (imatinib, STI571) initiated a revolutionary targeted therapy against cancer with small molecule tyrosine kinase inhibitors. However, in some patients with chronic myeloid leukemia (CML), relapse due to resistance to Gleevec is an emerging problem. Small molecule tyrosine kinase inhibitors including Gleevec are capable of inactivating Bcr-Abl, but not eradicating Bcr-Abl. Therefore, Gleevec is effective to control the progression of CML, but can not cure CML. One of the reasons is that Gleevec is not effective against CML leukemia stem cells. The leukemia stem cells confer resistance to Gleevec and relapse of CML. In the course of screening novel agents to overcome resistance to Gleevec, we discovered that small molecule compound designated PJ2066 remarkably diminished the expression of beta-catenin and Bcr-Abl in CML cells, and dramatically abrogated the growth of Gleevec-resistant CML cells in vitro and in xenografted mouse model. Given that beta-catenin pathway is fundamental to regulate the intrinsic self-renewal of leukemia stem cells, we hypothesized that PJ2066 was effective in eradicating leukemia stem cells. This project will test this hypothesis, and is aimed at elucidating the underlying mechanism of PJ2066, and validating it as a novel lead compound to kill leukemia stem cells.

靶点药物Gleevec的耐受是严重影响其疗效的临床难点问题。目前公认Gleevec通过抑制Bcr-Abl酪氨酸激酶活性治疗慢性粒细胞性白血病（CML）虽然可控制病人病情，但无法根治CML，病人必须终生服药;长时间服药，病人出现耐药不可避免。Gleevec无法根治CML的一个重要原因是Gleevec不能消除CML 白血病干细胞。而临床上缺乏杀伤白血病干细胞的药物。我们的前期研究发现小分子化合物PJ2066在细胞和动物实验均同时显著下调Bcr-Abl和beta-catenin表达，抑制Gleevec耐受性CML细胞增殖和在体肿瘤生长，诱导CML细胞凋亡。鉴于beta-catenin是白血病干细胞的重要信号通路，本课题拟以PJ2066为代表研究能消除CML干细胞的先导化合物，获得在CML小鼠模型和病人样本消除CML干细胞的可靠证据，为研制靶向CML白血病干细胞的创新药物提供依据。

靶点药物Gleevec 耐受是严重影响其疗效的临床难题。Gleevec 无法根治 CML 的一个重要原因是 Gleevec 不能消除 CML 白血病干细胞（LSC）。而临床上缺乏杀伤 LSC 的药物。本课题围绕Gleevec 耐药这一突出临床问题，从白血病干细胞（LSC）和 T315I-BCR-ABL 突变两个方面展开研究，阐明了 niclosamide 克服 Gleevec 耐药的作用机理，揭示了NF-κB通路与FOXM1/β-catenin通路存在crosstalk进而正性调控 LSC 的干性。用NF-κB通路的抑制剂抗寄生虫药物 niclosamide 可以打破这种分子对话，从而抑制LSC 自我更新能力。利用CML 病人 CD34+ 细胞-NOG 免疫缺陷小鼠模型，发现 niclosamide 能抑制 CML 病人 CD34+ 细胞在 NOG 小鼠体内的生长。进一步利用逆转录载体 BCR-ABL 诱导的 CML 小鼠模型，通过 LSC 分子标记和致瘤性实验，明确了 niclosamide 清除 LSC 的效应。同时，系统地研究了 niclosamide 下调 T315I-BCR-ABL 表达水平的机制，及其对 T315I-BCR-ABL 耐药突变细胞移植小鼠的抗肿瘤活性。本课题的研究发现了调控 LSC 引起的 Gleevec 耐药的新分子机制，克服 T315I-BCR-ABL 突变引起的 Gleevec 耐药。为从根本上治疗 CML、消除 Gleevec 耐药和防止肿瘤复发提供转化医学依据。在此基础上，我们主要围绕LSCs干性调控，发现了新信号通路、确立了6种新的成药性靶点，并发现了相应的小分子抑制剂。与本项目相关的研究成果，以通讯作者在J Clin Invest、Cancer Res等重要专业杂志共发表SCI论文23篇。培养了一批研究生和年轻工作人员，课题组成员1人入选2016广东省杰出青年基金和2017广东省特支计划青年拔尖人才，获批主持国自然面上项目2项。