ACT001对胶质瘤干细胞及其免疫抑制性微环境的靶向治疗研究

The research of effective drugs for the treatment of malignant glioma develops very slowly, which are limited by the blood brain barrier (BBB) as well. It has been found that ACT001, an agent of guaianolide sesquiterpene lactone, is able to penetrate BBB with high efficiency and selectively inhibit glioma stem cells (GSCs) by targeting multiple signaling molecules, which is chemically synthesized based on parthenolide. Based upon preliminary study, we plan to investigate the potential mechanism of ACT001 against GSCs by inhibition of Notch, NF-κB and STAT3 signaling pathways, and further confirm that ACT001 might target effectively to different subtype of GSCs both in vitro and in vivo. The study will also focus on how ACT001 inhibites NF-κB and STAT3 signaling as well as key immune suppressive factors to reverse the tumor induced immune suppression in the tumor microenviroment. In orthotopic model of GL261 and patient-derived tumor xenograft model, anti-tumor effect will be dynamically observed after ACT001 treatment, and targeting effects of ACT001 both to GSCs and immune suppressive microenviroment will be analyzed especially in orthotopic model of GL261. This study is expected to supply the new strategy for the simultanmously targeting GSCs and immune suppressive microenviroment by a single medication.

恶性脑胶质瘤的有效药物研发缓慢，且受限于血脑屏障的阻碍。已经发现，经化学结构改进得到的新型倍半萜内酯类药物ACT001能高效通过血脑屏障，具有多靶点肿瘤抑制作用，并选择性抑制胶质瘤干细胞（GSCs）。在前期工作基础上，本项目将在体内外实验中研究ACT001对Notch、NF-κB及STAT3通路的多靶点抑制，发现对GSCs靶向作用机理，并证明ACT001对不同亚型的GSCs均有抑制作用；观察ACT001抑制肿瘤微环境中炎症与免疫调节的关键信号NF-κB及STAT3活性和重要免疫抑制分子的表达，逆转肿瘤免疫抑制。在体内实验中，通过小鼠GL261原位种植模型和人源性肿瘤原位种植模型，观察ACT001对在体肿瘤的杀伤作用，并在小鼠GL261原位种植模型中重点分析ACT001对GSCs及其免疫抑制性微环境的双重靶向作用。本项目将为恶性胶质瘤干细胞治疗及改善免疫抑制性微环境的单药靶向治疗提供新的策略

胶质瘤干细胞及其免疫抑制性微环境是胶质母细胞瘤（GBM）肿瘤复发和治疗抵抗的主要原因。在本项目实施期限内，通过生物信息学分析、RNA测序、胶质瘤干细胞培养、ChIP、双荧光素酶报告基因实验、肿瘤细胞和巨噬细胞共培养模型以及构建G261-C57BL/6小鼠颅内原位种植模型等方法，研究新型抗肿瘤药物ACT001对恶性脑胶质瘤干细胞及其肿瘤免疫抑制性微环境靶向治疗的具体作用机制，在完成全部课题的任务的同时也进行了部分拓展研究。研究成果主要有：（1）ACT001通过直接结合IKKβ和STAT3靶向抑制NF-κB和STAT3信号通路从而抑制脑胶质瘤细胞的增殖、侵袭、迁移，促进其凋亡。（2）NF-κB和STAT3信号通路主要富集在间质亚型GBM，ACT001选择性靶向胶质瘤干细胞，尤其是对间质亚型GBM。（3）ACT001抑制胶质瘤细胞PD-L1的表达，并抑制免疫微环境中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）由M1型向M2型极化。（4）体内实验证实ACT001延缓脑胶质瘤的进展并通过抑制PD-L1的表达和MDSCs向颅内转运逆转免疫抑制性微环境。（5）探究p65的上游分子IKBKE通过STAT3/PD-L1调节肿瘤免疫抑制性微环境。（6）通过生物信息学分析免疫抑制性肿瘤微环境相关分子Galectin-9、PDPN、CLEC5A、MXRA5等在胶质母细胞瘤中的表达特点及临床意义。本项目执行期间，25名研究生参与本项目相关课题的研究并顺利毕业，其中15名硕士研究生，10名博士研究生。本项目（标注该项目资助号）已支持资助发表中英文论文27篇，其中20篇SCI论文，其中IF大于10分的3篇，IF大于5分的16篇。在国内外学术会议上宣讲及报告十多次。更重要的是，基于该项目关于ACT001在脑胶质瘤中的基础研究，目前ACT001针对复发性胶质母细胞瘤的II期临床试验已在中国、美国和澳洲同时进行，其中在中国进行的II期临床试验是由本项目的项目负责人杨学军教授牵头主持的。该项目有助于我们进一步了解ACT001在GBM治疗中的作用机制，并为该药物进入临床试验以及联合治疗策略提供了必要的证据。