c-Met磷酸化TOPK促进非小细胞肺癌对TKI耐药的机理研究

c-Met amplification has been observed in over 20% NSCLC patients who are resistant to TKI. Our recent study indicated that:1. Both c-Met and TOPK were highly expressed in TKI resistant lung cancer cell lines; 2. TOPK is highly expressed in malignant lung adenocarcinoma than in matched normal tissues; 3. TOPK was phosphorylated by c-Met directly invitro; 4. Knockdown TOPK in Gefitinib resistant cells promotes apoptosis induced by Gefitinib. Therefore, we hypothesize that “phosphorylation of TOPK by c-Met promotes resistance of TKI in NSCLC patients”. The following experiments will be performed: 1. c-Met phosphorylates TOPK and regulates its function and stability; 2. TOPK inhibitors can overcome TKI resistance in NSCLC patients; 3.Test the expression pattern of TOPK in NSCLC patients and the possibility of TOPK serving as biomarker for TKI resistance and prognosis for NSCLC patients. Reveal of c-Met-TOPK signaling pathway will help understanding further the role of c-Met and TOPK in TKI resistance in NSCLC patients, and provide more clues to overcome this enigma.

TKI耐药的NSCLC患者中20%以上具有c-Met扩增。我们近来研究发现：1)在Gefitinib耐药的肺癌细胞系中，c-Met和TOPK均高表达；2)在恶性肺腺癌临床标本中，TOPK在腺癌中的表达高于癌旁组织；3) c-Met在体外激酶实验中直接磷酸化TOPK；4)在Gefitinib耐药细胞中沉默TOPK，可以促进Gefitinib诱导细胞凋亡。因此，我们提出“c-Met磷酸化TOPK促进NSCLC患者对TKI的耐药” 的假说。我们拟进行如下研究：1.阐明c-Met磷酸化TOPK并调控其功能和稳定性的作用机制；2.在动物实验中进一步验证TOPK抑制剂可以克服肺癌细胞系对TKI的耐药；3.研究TOPK在TKI耐药的NSCLC患者中的表达情况，磷酸化TOPK作为TKI耐药标志物的可能性。研究结果将揭示c-Met-TOPK信号通路在NSCLC中TKI耐药的作用，为解决临床耐药难题提供线索。

MET过度活化是酪氨酸激酶抑制剂（TKI）耐药的关键原因之一，TKI耐药的NSCLC患者中20%以上具有c-Met扩增，但其机制尚不完全清楚。我们近来研究发现：1）在Gefitinib耐药的肺癌细胞系中，c-Met和TOPK均高表达；2）在恶性肺腺癌临床标本中，TOPK在腺癌中的表达高于癌旁组织；3）c-Met在体外激酶实验中直接磷酸化TOPK；4）在Gefitinib耐药细胞中沉默TOPK，可以促进Gefitinib诱导细胞凋亡。因此，我们提出“c-Met磷酸化TOPK促进NSCLC患者对TKI的耐药”的假说。为了验证这一假说，我们开展了如下研究内容：1）阐明c-Met磷酸化TOPK并调控其功能和稳定性的作用机制；2）在动物实验中进一步验证TOPK抑制剂可以克服肺癌细胞系对TKI的耐药；3）研究TOPK在TKI耐药的NSCLC患者中的表达情况，磷酸化TOPK作为TKI耐药标志物的可能性。我们获得了如下主要实验结果：1）通过体外实验确定c-Met是TOPK的直接上游蛋白激酶；2）在细胞实验中证实c-Met磷酸化TOPK；3） c-Met在Tyr74位点磷酸化激活TOPK，从而抑制了吉非替尼耐药细胞的凋亡；4）TOPK直接磷酸化Met的S990，S1152 and T977并促进其活性；5）免疫组化结果显示：COX2和TOPK在EGFR激活突变型的非小细胞肺癌中呈高表达，并且COX2，MET及TOPK均呈阳性表达的非小细胞肺癌患者与三者均阴性表达的患者相比，其无进展生存期短；6）COX2-TXA2信号通路通过AP-1调节MET的表达，从而抑制了吉非替尼耐药细胞的凋亡；7）联用塞来昔布，泮托拉唑和吉非替尼可诱导吉非替尼耐药细胞的凋亡，并且在体内外抑制肿瘤的生长。这些结果揭示：1）NSCLC中存在Met-TOPK正反馈激活通路，促进了TKI耐药；2）吉非替尼耐药细胞内存在一条新的信号通路：COX2/MET/TOPK，三联应用FDA批准的药物塞来昔布，泮托拉唑和吉非替尼将为克服吉非替尼耐药提供低成本且实用的策略。