基于SDF-1α/CXCR4生物轴的千层纸素逆转CML对伊马替尼耐药作用研究

Soluble factor-meditated drug resistance (SM-DR), one of the hot spots in reversal of cancer multidrug resistance, is one of the main reasons of Tyrosine Kinase Inhibitor(TKI) resistance in human chronic myelocytic leukemia(CML). Stromal derived factor 1 alpha (SDF-1α), one of the soluble factors in tumor microenvironment, binds to its receptor CXCR4 and triggers SM-DR. Drugs which target SDF-1α/CXCR4 axis can reverse TKI drug resistance. So far there is no safe and effective reversal agent in clinic. Our preliminary research shows that Oroxylin A can reverse CML cell resistance to Imatinib via SDF-1α/CXCR4 axis in low toxicity range. Our purpose is to shed light on the mechanism of Oroxylin A's reversal effect and to find out whether activation of SDF-1α/CXCR4 axis is related to mutual regulation between PI3K/AKT and wnt/β-catenin signaling. This project will unravel the mechanism of Oroxylin A's reversal effect ,provide alternative drugs for reversing Imatinib resistance in clinic and build a TKI resistance reversal agent screening platform based on SDF-1α/CXCR4 axis.

逆转肿瘤细胞耐药是目前的研究热点之一，可溶性因子介导耐药（SM-DR）是人慢性粒细胞性白血病（CML）对酪氨酸激酶抑制剂（TKI）耐药的主要原因之一。SDF-1α是存在于肿瘤微环境中的可溶性因子，与其受体CXCR4结合引发SM-DR，靶向SDF-1α/CXCR4生物轴的药物可逆转TKI耐药。目前临床上未见疗效确切且毒性较低的伊马替尼耐药逆转剂。我们前期研究表明，千层纸素可通过SDF-1α/CXCR4生物轴逆转CML细胞对伊马替尼耐药，并显示较低毒性。本课题旨在阐明千层纸素如何作用于SDF-1α/CXCR4生物轴逆转伊马替尼耐药，并揭示此过程中SDF-1α/CXCR4生物轴激活是否与PI3K/AKT和wnt/β-catenin信号通路相互调控有关。此项目将阐明千层纸素逆转耐药的确切机制，为临床逆转伊马替尼耐药提供可选药物，并建立基于SDF-1α/CXCR4生物轴的TKI耐药逆转剂的筛选平台。

逆转肿瘤细胞耐药是目前的研究热点之一，骨髓微环境诱导人慢性粒细胞白血病（CML）对酪氨酸激酶抑制剂（TKI）耐药的主要原因之一。本课题研究结果表明基质细胞与CML细胞共培养能够模拟CML骨髓微环境，其中CXCL12 (SDF-1α)是存在于肿瘤微环境中重要的趋化因子之一，与其受体CXCR4结合激活下游PI3K/Akt信号，促进β-catenin入核,进而激活P-gp的功能，从而诱导CML耐药的产生；SDF-1α的另一受体CXCR7同样也能够被激活，同时激活其下游MAPK/ERK信号通路诱导耐药的产生；黄酮类化合物千层纸素能够有效的抑制SDF-1α/CXCR4和SDF-1α/CXCR7生物轴的激活，起到逆转CML伊马替尼耐药的作用。同时我们的研究还发现在模拟骨髓微环境的共培养模型中，Hedgehog信号通路异常激活，BCR-ABL发生上调，其下游的Akt及Bcl-xl和survivin等蛋白被激活；千层纸素的体内代谢产物千层纸素苷能够抑制Hedgehog信号通路及GLI1的核转位，进而抑制其下游BCR-ABL的活性及其下游相关因子，逆转CML耐药的产生。在模拟骨髓微环境的基质细胞条件培养中，CML细胞的Nrf2入核增多，其目标基因HO-1和NQO1以及药物转运蛋白MRP1的表达上调；黄酮类化合物汉黄芩素能通过抑制NF-κB核转位抑制Nrf2/ARE通路，进而抑制药物转运蛋白MRP1的活性，增加CML细胞内伊马替尼的的浓度，起到良好的逆转耐药的作用。相应的体内实验也表明黄酮类化合物千层纸素、千层纸素苷、汉黄芩素在无细胞毒性的剂量下与伊马替尼联用能够有效的抑制NOD/SCID小鼠体内白血病细胞的增殖，延长CML模型小鼠的生存期。本项目为临床逆转伊马替尼耐药提供可选药物，并建立基于骨髓微环境诱导TKI耐药逆转剂的筛选平台。