Hedgehog-GLI1通路对骨肉瘤顺铂耐药的影响及机制研究

Osteosarcoma is the most common primary bone malignant tumor in children and adolescent. Chemotherapy based on platinum like cisplatin is one of the most important methods in osteosarcoma treatments. However, chemoresistance always leads to osteosarcoma recurrence and failure of the chemotherapy. Therefore, it is very important to illustrate the mechanisms of chemoresistance and to reverse chemoresistance. Aberrant activated Hedgehog-GLI1 pathway serves as a pivotal pathway in tumorigenesis and development and promotes chemoresistance through numerous pathways. Our group found that Hedgehog-GLI1 pathway may play an important role in cisplatin resistance in osteosarcoma and this may related to DNA damage and repair, however, the exact mechanism and involved molecular are not clear illustrated. Based on the previous finding, this project mainly concentrated on the function and mechanism of Hedgehog-GLI1 pathway in cisplatin resistance using molecule and cell biology techniques such as gene expression chip, plasmid transfection, RNAi, FACS and so on. This could shed new light and may find new target to overcome cisplatin resistance in osteosarcoma.

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发恶性骨肿瘤，以顺铂等铂类药物为基础的化疗是其治疗的重要方法，然而，化疗耐药的产生往往引起骨肉瘤复发导致治疗的失败，因此，研究骨肉瘤顺铂耐药机制及如何逆转是亟待解决的问题。异常激活的Hedgehog-GLI1通路是肿瘤发生、发展中的重要通路，该通路可以通过多种途径促进肿瘤耐药的产生。我们课题组前期研究发现：Hedgehog-GLI1可能在骨肉瘤顺铂耐药中扮演了重要角色，此耐药的产生可能与DNA损伤修复的激活有关，但是相关的分子机制并不清楚。本课题拟在前期工作的基础上，以Hedgehog-GLI1通路参与骨肉瘤顺铂耐药为突破口，综合利用基因芯片、质粒转染、RNAi、流式细胞术等分子和细胞生物学技术，系统研究Hedgehog-GLI1通路在骨肉瘤耐药中的作用及调控机制，为骨肉瘤耐药的研究提供新的认识，为临床骨肉瘤耐药的逆转提供潜在的药物作用靶点。

背景：骨肉瘤是儿童及青少年最常见的恶性骨肿瘤，治疗方法主要是手术治疗及化疗。顺铂是常用的骨肉瘤化疗基础用药。然而，顺铂化疗耐药严重妨碍了化疗效果提高。Hedgehog通路是存在于脊椎动物胚胎发育中的重要通路，异常激活的Hedgehog通路被发现通过多种途径参与了肿瘤的化疗耐药。然而，Hedgehog通路是否在骨肉瘤顺铂耐药中也扮演了重要角色及通过何种机制影响骨肉瘤耐药尚不清楚，.主要研究内容：本课题在前期预实验的工作基础之上，以Hedgehog-GLI1通路的功能研究为突破口，综合利用分子生物学技术、细胞生物学技术、免疫组织化学及动物学多种技术，系统阐明Hedgehog-GLI1通路参与骨肉瘤耐药的分子基础，发现参与该通路耐药的关键信号分子和生物学现象，为开发逆转骨肉瘤耐药的新药提供潜在的靶标。.重要结果：我们发现人体标本骨肉瘤组织中的GLI1表达较正常骨组织明显增强。通过将骨肉瘤细胞株SOSP-9607培养在不断增加顺铂浓度的培养基中，得到顺铂耐药的细胞株SOSP-9607/CR，并发现耐药株中Hedgehog-GLI1异常激活。通过上调或下调顺铂敏感株及顺铂耐药株中Hedgehog-GLI1的表达，我们发现该通路的调节明显影响骨肉瘤对顺铂的敏感性。通过细胞水平、组织水平及动物模型的证实，我们明确Hedgehog-GLI1参与骨肉瘤的顺铂耐药。通过进一步的分子水平的验证，我们发现Hedgehog-GLI1通过调节DNA损伤修复蛋白γ-H2AX起作用。.关键数据：SOSP-9607及SOSP-9607/CR对顺铂的IC50分别是2.81μM及20.89μM。下调GLI1的表达可以明显增加敏感细胞株和耐药细胞株的凋亡，减少细胞的增值、克隆形成及迁移。通过对下游蛋白的分析，我们发现GLI1通过DNA损伤蛋白γ-H2AX起到调节顺铂耐药的作用。动物实验也表明，通过抑制剂抑制Hedgehog-GLI1通路的表达，可以明显抑制骨肉瘤的生长，且该抑制作用与γ-H2AX有关。.科学意义：本研究证实了Hedgehog-GLI1通路参与了骨肉瘤的顺铂耐药，系统的阐明了该通路对骨肉瘤顺铂耐药性的影响，发现了其中的关键分子与重要环节及机制。该研究既丰富了骨肉顺铂耐药的产生机制，又可以为临床逆转骨肉瘤顺铂耐药提供药物靶标。