Orai1介导的钙振荡调控EGFR-TKIs敏感性的作用和机制

Orai1 is a Ca2+ channel located at the plasma membrane. Orai1 mediated intracellular Ca2+ oscillations are well established to influence diverse downstream cellular processes including cell proliferation, apoptosis and migration. Previous studies also showed that altering in Orai1 expression and intracellular Ca2+ oscillations also play an important role in regulating the mechanisms of drug resistance of certain antineoplastic. The occurrence of drug resistance of EGFR-TKIs often leads to the failure of target therapy. Our previous study suggests that the expression level of Orai1 is low in gefitinib resistant PC-9/GR cells. Overexpression of Orai1 in PC-9/GR could enhance the sensitivity of EGFR-TKIs. Knockdown of Orai1 in PC-9 cells or incubation the cells with SOCE blockers can significantly induce drug resistance to EGFR-TKIs (gefitinib, erlotinib). Moreover, Our results also demonstrated that altering the expression of Orai1 could regulate gefitinib-induced apoptosis. All of above indicated that Orai1 mediated intracellular Ca2+ oscillations could regulate the EGFR-TKIs sensitivity. Therefore, we will further study the role and mechanisms of drug resistance of TKIs regulated by changes in Orai1 expression and intracellular Ca2+ oscillations. We believe our study will provide new insight to overcome resistance to TKIs in the clinic.

Orai1是细胞膜上的钙离子通道蛋白，其介导的钙振荡在细胞增殖、凋亡和迁移等多个过程调控中起重要的作用。肿瘤细胞中Orai1的表达水平及其介导的钙振荡常发生异常，且与一些化疗药物耐药有关。肺癌患者对EGFR-TKIs靶向药物易产生耐药，我们前期研究表明，Orai1在gefitinib耐药细胞PC-9/GR中表达下调，Orai1过表达可增加PC-9/GR对EGFR-TKIs的敏感性 ，敲除Orai1表达或SOCE阻滞剂可诱导细胞对 gefitinib, erlotinib等耐药，下调Orai1的表达可以降低gefitinib诱导细胞凋亡的比例，这表明Orai1及其介导的钙振荡在EGFR-TKIs敏感性的调控过程中起重要作用。基于前期的工作基础，本课题拟探讨Orai及其介导的钙振荡对EGFR-TKIs敏感性的作用和可能的调控机制，为临床克服EGFR-TKIs耐药提供新的思路和方法。

酪氨酸激酶抑制剂Gefitinib和Erlotinib治疗EGFR突变的晚期非小细胞肺癌获得了显著的临床疗效，目前导致治疗失败的主要原因为肿瘤耐药的发生，介导EGFR-TKIs耐药的原因十分复杂，目前尚未完全阐述清楚，因此，深入了解药物耐药的机制，预防药物耐药的产生或逆转耐药是EGFR-TKIs治疗的关键问题。Ca2+作为细胞内重要的第二信使之一，在调控细胞增殖、凋亡和迁移等多个过程中起重要的作用，对各种细胞生命活动的调控主要通过钙离子浓度振荡的方式进行。已报道下调Orai1的表达可以保护细胞逃逸毒胡萝卜内酯、肿瘤坏死因子α和顺铂或者奥沙利铂引起的细胞凋亡。这说明orai1可能调控肺癌细胞的凋亡过程或者对某些药物引起的凋亡过程起调控作用。本项目主要通过下调肺癌细胞株Orai1的表达情况，检测其介导的细胞内钙振荡的变化，调控肺癌细胞对EGFR-TKIs敏感性的作用，进一步阐述Orai1及其介导的钙振荡对EGFR-TKIs耐药的调控机制，并分析了EGFR治疗耐药后肺癌病人肿瘤组织orai1的表达水平与预后的相关性，为克服EGFR-TKIs 耐药提供新思路和新方法。. 我们研究发现下调Orai1的表达或应用钙通道阻断剂可引起细胞内钙振荡频率和幅度下降，MTT试验证实PC-9对吉非替尼的敏感性下降，过表达PC-9/GR细胞Orai1的表达水平可使细胞对吉非替尼的敏感性升高。我们选取了36例敏感基因突变、一线给予吉非替尼治疗耐药后的肺癌患者再活检标本，用免疫组化的方法检测Orai1蛋白的表达水平，并统计分析Orai1的表达水平的变化，以及患者应用TKI 治疗后与预后的相关性。研究发现 orai1 的表达水平在TKI耐药后表达水平下降，患者治疗前的Orai1表达水平与患者肿瘤远处转移相关，与OS和PFS无关。此外，我们发现下调PC-9 细胞Orai1 的表达或者应用SOCE 通道阻滞剂可以导致gefitinib 诱导的细胞凋亡率降低。可以将细胞周期阻滞在G2/M 期，Transwell 细胞迁移实验发现下调PC-9 细胞Orai1 的表达可以增加细胞的迁移能力。本课题首次阐明了肺癌EGFR-TKIs耐药的可能受Orai1介导的钙振荡相关，为临床克服EGFR-TKIs 耐药提供新的研究基础。