基于PGC1α探讨细胞核-线粒体功能性交互作用参与卵巢癌顺铂耐药机制的研究

Platinum-based chemotherapy resistance is still the obstacle of ovarian cancer clinic treatment. Under the auspices of National Natural Science Foundation of China, we found that cisplatin disturb the interaction between Bcl-2 family members triggering ovarian cancer cisplatin resistance through cellular adaptation, such as autophagy or endoplasmic reticulum stress. However, only from the aspect of cellular adaptation to explain the changes in Bcl-2 is not comprehensive, the mechanism may be more complex. Our previous studies suggested that mitochondrial biogenesis transcriptional coactivator PGC1α and transcription factors (Nrf1, Nrf2 and ERRα) may be involved in ovarian cancer cisplatin resistance. We presume that PGC1α transcriptional activator complex mediated bidirectional mitonuclear communication via integrating the crosstalk between mitochondrial biogenesis and nuclear transcriptional mechanisms determine the traslocation and function of mitochondrial Bcl-2 family proteins, leading the resistance to chemotherapeutic drugs. Thus, we utilize BH3 profiling to evaluate the function of Bcl-2 family proteins in cisplatin-resistance ovarian cancer cells. Investigation the imfact of PGC1α-mediated transcriptional mechanisms in mitochondrial mass and function through transcription factor detection technology to ensure the mitochondrial Bcl -2 family protein localization. This research will elucidate the mechanism of ovarian cancer reversal cisplatin resistance from nuclear-mitochondrion-nuclear signal transduction.

铂类药物耐受依然是肿瘤临床治疗中的瓶颈问题。在国家自然基金等资助下，我们发现顺铂通过自噬、内质网应激等适应性反应，干扰Bcl-2家族蛋白间相互作用引起卵巢癌顺铂耐药。但是，仅从这些机制来解释Bcl-2等的变化是不全面的，可能还存在更加复杂的机制。我们的前期工作提示，线粒体生物合成转录辅激活因子PGC1α及其相关转录因子可能与卵巢癌顺铂耐药密切相关。我们推测，PGC1α转录激活复合物发挥整合线粒体生物合成的核转录模式，使线粒体与细胞核间形成双向的信号网络系统，进而决定线粒体Bcl-2家族蛋白的定位与功能，最终导致对化疗药物的抵抗。因此，我们拟采用BH3谱分析等技术，在评估卵巢癌顺铂耐药细胞Bcl-2家族蛋白功能的基础上，利用转录因子检测技术，分析PGC1α介导的核转录模式对线粒体数量与功能，以及其对线粒体Bcl-2家族蛋白定位的影响，从细胞核-线粒体-细胞核信号传递角度阐明卵巢癌耐药机制。

铂类药物耐受依然是肿瘤临床治疗中的瓶颈问题。在此项目中我们聚焦线粒体生物合成调控网络，在评估卵巢癌顺铂耐药细胞Bcl-2家族蛋白功能的基础上，分析PGC1α介导的核转录模式对线粒体数量、功能及其对线粒体Bcl-2家族蛋白定位的影响，从细胞核-线粒体-细胞核信号传递角度阐明卵巢癌耐药机制。. 我们的研究发现，卵巢癌顺铂耐药细胞中PGC1α介导的核-线粒体转录信号轴较活跃，线粒体生物合成水平较高，更依赖于有氧氧化供能，表明PGC1α介导的转录体系通过改变耐药细胞内的代谢模式，维持有效的线粒体能量代谢，参与卵巢癌顺铂耐受形成机制。BH3谱分析发现PGC1α可通过降低PUMA和BID短肽的表达增加细胞对顺铂耐受性；同时PGC1α转录调控Hsp70表达，增加其与HK2的相互作用，竞争性抑制HK2的线粒体定位及其与VDAC1的相互作用。表明PGC1α通过调控凋亡蛋白表达及定位参与耐药细胞凋亡抵抗。. 另一方面我们应用线粒体呼吸抑制剂模拟线粒体应激。研究发现线粒体应激下卵巢癌顺铂耐药细胞内ROS生成增多，并伴随着PGC1α介导的核-线粒体转录体系活化，维持有效的线粒体数量及功能。通过这种调控机制，应激下功能紊乱的线粒体能够与细胞核信息互通，交流与调整利于肿瘤细胞生存的线粒体功能状态，是卵巢癌顺铂耐药细胞抵抗顺铂毒性的辅助机制。这种复杂的适应性反应是肿瘤细胞线粒体应对化疗应激的重要保护机制，也为我们今后靶向线粒体逆转卵巢癌顺铂耐受提供更多可能性。. 项目执行期间在完成既定任务基础上，我们又拓展了该理论成果的应用，发表相关SCI检索论文29篇，其中2区以上高水平论文9篇；共培养博士后、博硕士研究生13名，培养本科生多次获得国家实验设计大赛一等奖，提高了学生的逻辑思维与实验技术能力。项目负责人还被遴选为国务院第八届基础医学学科评议组成员，依托本项目多次承办及参与国内外学术会议，展示和宣传了该项目研究成果。