鸟苷酸交换因子DOCK1作为EGFR-TKI耐药NSCLC治疗靶点的确认及其抑制剂的研究

Gefitinib is widely used for the treatment of non-small cell lung carcinoma in patients with sensitizing epidermal growth factor receptor mutations, but patients tend to develop resistance after an average of 10months. In our previous research, we found low molecular weight heparin combined with gefitinib can effectively inhibit cell growth and migration of gefitinib-resistant NSCLC, and one of the key drug targets is dedicator of cytokinesis 1 (DOCK1). Therefore, in the present study, we will clarify the key role of DOCK1 in tumor growth, invasion and migration of gefitinib-resistant NSCLC by using cancer tissue of NSCLC patients treated with gefitinib, EGFR-TKI resistant NSCLC cell lines, and xenograft nude mice model. And more, we will illuminate its Rac1-GTP activation, cross talk with EGFR signal pathway, cytoskeleton regulation and protein-protein interaction network. Further, we try to find DOCK1 DHR2 domain inhibitor by using computer drug virtual screening method and verify by biological experiments. This project will explore key therapeutic target and find effective lead compounds of EGFR-TKI resistant NSCLC. This will provide rational and effective evidence for the treatment of EGFR-TKI resistant NSCLC.

靶向EGFR的小分子抑制剂，吉非替尼和厄洛替尼等，虽已成功应用于临床肿瘤的治疗，但长期疗效并不令人满意，主要原因是该类药物耐受性的发生。我们前期研究发现，低分子量肝素联合吉非替尼能够有效抑制吉非替尼耐药NSCLC生长和迁移，我们采用全蛋白质组学和网络药理学方法证实，其可以下调鸟苷酸交换因子DOCK1。因此，本项目中我们拟通过已建立的具有吉非替尼预后数据的NSCLC患者癌组织（人）、EGFR-TKI耐药细胞系（细胞）和裸鼠异种移植模型（动物），确定DOCK1在EGFR-TKI耐药中的关键作用，并阐明其Rac1-GTP激活、EGFR信号途径的串话调节（cross talk）、细胞骨架调节及蛋白-蛋白相互作用的分子机制。此外，应用CADD法寻找DOCK1的小分子抑制剂。为探索新的EGFR-TKI耐药治疗靶点和研发新的治疗EGFR-TKI耐药候选药物提供理论依据和实验数据。

本项目针对非小细胞肺癌的靶向治疗药物表皮生长因子受体酪氨酸激酶的小分子抑制剂耐受性的问题，在前期全蛋白质组学和网络药理学发现的鸟苷酸交换因子DOCK1基础上，应用临床NSCLC患者样本和NSCLC细胞系，首先明确了NSCLC患者肺组织样本中DOCK1的表达水平及其水平高低与样本对吉非替尼敏感性的差异，我们利用癌症药物敏感性基因组学数据库，进行了NSCLC样本中DOCK1的表达与其对吉非替尼的敏感性之间的相关性分析。发现DOCK1表达高相应的吉非替尼应用所需的IC50也高。接下来，我们选择了4个NSCLC细胞系，A549、H1975、H1299和HCC827，检测了DOCK1的表达水平和对吉非替尼的反应性。研究发现，A549、H1975和H1299中DOCK1表达高，HCC827中DOCK1表达低。然后，我们检测了DOCK小分子抑制剂CPYPP对细胞增殖和迁移的影响。我们还通过两种mRNA干预手段，即DOCK1siRNA和shRNA，下调了DOCK1的表达，并检测了DOCK1对细胞增殖、细胞迁移和EGFR相关信号通路激活的影响。阐明了DOCK1的Rac1-GTP激活、EGFR信号途径的串话调节（cross talk）、细胞骨架调节及蛋白-蛋白相互作用网络的分子机制。我们还检测到DOCK1下调与吉非替尼对A549细胞增殖的协同作用。此外，基于DOCK1蛋白的结构，我们使用计算机辅助药物设计寻找了潜在的具有抗增殖和抗转移作用的DOCK1小分子抑制剂。其中化合物OSU-2S和5264具有一定的DOCK1结合能力，且生物学功能研究发现，OSU-2S和5264能够显著抑制NSCLC细胞的增殖和迁移。我们的研究发现，DOCK1在NSCLC的增殖和迁移中发挥作用，并证实了DOCK1高表达对NSCLC中EGFR-TKIs的作用的影响。同时发现了具有抗肿瘤增殖和迁移作用的化合物OSU-2S和5264，有望进一步开发为NSCLC和EGFR-TKI耐药的治疗药物。NSCLC是最常见的死亡率癌症之一。虽然表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂可作为EGFR敏感性突变患者的一线治疗方法，但耐药性最终是不可避免的。我们的研究为探索新的EGFR-TKI耐药治疗靶点和研发新的治疗EGFR-TKI耐药候选药物提供理论依据和实验数据。