分泌型自噬在胶质母细胞瘤替莫唑胺治疗抵抗中的作用及机制研究

Recent studies have confirmed that autophagy plays an important role in the treatment of glioblastoma by temozolomide (TMZ). However, the latest clinical phase I/II study found that autophagy inhibitors have limited therapeutic effects on patients with TMZ treatment due to resistance. Therefore, it is of great clinical significance to elucidate the mechanism of autophagy in the resistance to TMZ. Our previous studies have demonstrated that autophagy can not only help cells to clear their damaged organelles and toxic substances (degradative autophagy), but also mediate the transport and secretion of proteins, namely secretory autophagy. Secretory autophagy extends the biological function of autophagy from the cell to the outside of the cell. We speculate that secretory autophagy may be one of the mechanism of TMZ therapeutic resistance. This project intends to employ the specimens and serum samples from the patients with glioblastoma an mouse xenografts as the main research object to perform in-depth study on the effects and of secretoy autophagy in the resistance of TMZ of glioma cells in the treatment of the key scientific problems and aims to explore the molecular mechanism of resistance of TMZ on glioma treatment. By this study, we hope to provide novel targets and therapies to treat tumor patients.

我们及国外研究均证实自噬在胶质瘤替莫唑胺（TMZ）治疗抵抗中发挥重要作用。但最新的临床I/II期研究发现自噬抑制剂对TMZ治疗抵抗患者的疗效有限。因此阐明自噬在TMZ治疗抵抗中的机制具有重要的临床意义。我们前期研究发现自噬除了帮助细胞清除其内的受损细胞器和毒性物质（降解性自噬）外，其还可介导蛋白的运输和分泌，即分泌型自噬。分泌型自噬把自噬的生物功能从细胞内扩展到细胞外。我们推测，分泌性自噬可能是TMZ治疗抵抗的机制之一，即胶质瘤母细胞在TMZ作用下形成的自噬，通过分泌型自噬使瘤细胞对TMZ治疗产生抵抗。本项目拟以胶质母细胞瘤患者组织、血清样本及动物移植瘤为主要研究对象，围绕“分泌型自噬在胶质母细胞瘤TMZ治疗抵抗中的作用及分子机制”这一关键科学问题进行深入研究，旨在阐明自噬在胶质瘤TMZ治疗抵抗中的作用及分子机制，为针对自噬的抗肿瘤治疗提供新理论、新方法。

胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GB）的标准治疗方案为肿瘤最大范围切除后，联合放射治疗和或替莫唑胺（Temozolomide, TMZ）化疗。但TMZ长期应用易产生耐药性，从而限制其疗效。因此，深入探究与GB治疗相关的机制具有重要意义。在GB中，联合自噬抑制剂如巴佛洛霉素A1和氯喹可以增加TMZ治疗GB的敏感性，但临床结果显示自噬抑制剂联合TMZ并没有显著提高GB患者的总生存期，这提示自噬的作用可能具有环境依赖性。新近的研究揭示某些特定的无前导序列蛋白需要自噬泡膜结构包裹介导其出胞，这一过程称为分泌型自噬。GB在经TMZ治疗时，分泌型自噬介导的细胞因子出胞是如何影响肿瘤对化疗药物的敏感性这一关键过程未知。我们的研究发现，GB经TMZ治疗时，分泌型自噬过程被激活并介导HMGB1的出胞使肿瘤微环境中的TAMs向M1样极化可提高TMZ的化疗敏感性。.1. TMZ诱导HMGB1的出胞依赖于分泌型自噬。.2. TMZ治疗后血清中HMGB1水平升高的患者有较好的生存预后，胞外HMGB1可作为GB患者TMZ治疗的预测标记物。.3. HMGB1的已知受体TLR2、TLR4、TLR9、RAGE主要定位于肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）表面。.4. 外源性HMGB1处理巨噬细胞，巨噬细胞的M1样相关基因表达量显著上调，并抑制M2样相关基因表达量。HMGB1通过RAGE促进GB中肿TAMs的M1样极化。.5. HMGB1诱导TMAC的M1样极化提高TMZ敏感性。.6. HMGB1通过激活RAGE-NFκB-NLRP3炎性小体通路促进肿瘤相关巨噬细胞M1样极化。..本课题在GB中首次揭示了分泌型自噬蛋白HMGB1作为TMZ治疗临床预测标记物的作用，并提出了以HMGB1为模型开发新型治疗佐剂的构想，为下一步探索胶质母细胞瘤新型的治疗方式提供了一定的理论基础，具有一定的临床意义。