单甲基亚砷酸联合隐丹参酮激活PKCδ-ASMase-神经酰胺通路协同抗耐药骨髓瘤的作用及机制研究

The high recurrence and drug-resistance are the major difficulties in treating multiple myeloma. Recent research has shown that an increase in ceramide in tumor cells can reverse the drug resistance in these tumor cells. Our previous study indicated that the combination of low doses of monomethylarsenous acid (MMAIII), a metabolite of like-cures-like type Chinese medicine arsenic, and cryptotanshinone, a major component of circulation-promoting-and-stasis-removing type Chinese medicin, could induce the apoptosis of drug-resistant multiple myeloma cells by activating acid sphingomyelinase and promoting the formation of ceramide. In this study, using primary cells and xenograft nude mice model, we studied the synergistic effects of MMAIII-cryptotanshinone induced sphingomyelinase-ceramide pathway activation, Cathepsin D activation, Bid splicing and mitochondrial apoptosis. We have found that the mechanisms are through the inhibition of phosphodiesterase 5 by monomethylarsenous acid and up-regulation of PKCδ by cryptotanshitnone. Our findings not only provide new ideas about improving clinical outcomes and reversing the drug-resistance of multiple myeloma, but also provide the scientific basis for a new combined regimen for treating the disease and for the design and development of a new generation of arsenic compounds.

耐药复发的多发性骨髓瘤是治疗难点。近年研究报道，提高肿瘤细胞神经酰胺水平可逆转肿瘤耐药性。我们前期研究发现，以毒攻毒类中药砒霜活性代谢产物单甲基亚砷酸联合活血化瘀类中药丹参主要活性成分隐丹参酮协同诱导耐药骨髓瘤细胞凋亡，其作用与ASMase激活和神经酰胺生成密切相关。在此基础上，我们将通过耐药骨髓瘤细胞模型和移植瘤裸鼠模型明确单甲基亚砷酸联合隐丹参酮激活ASMase-神经酰胺通路，活化Cathepsin D、剪切Bid和诱导线粒体凋亡的协同作用机制。揭示单甲基亚砷酸抑制PDE5活性，增强隐丹参酮激活PKCδ效应，进而协同活化PKCδ-ASMase-神经酰胺通路和诱导耐药骨髓瘤细胞凋亡的作用机制。通过本项目研究，不仅为新型抗耐药骨髓瘤药物研发和联合用药提供科学依据，而且为耐药骨髓瘤治疗提供新思路。

在中医药理论和临床实践的指导下，本课题组应用现代科学方法明确砷剂活性代谢产物单甲基亚砷酸（MMAIII）和隐丹参酮联合抗多发性骨髓瘤的作用效应和分子机制：揭示砷剂作用前后多发性骨髓瘤细胞神经经酰胺及其代谢产物种类及其比例变化规律，明确砷剂通过调控鞘脂-神经酰胺代谢途径发挥其抗多发性骨髓瘤效应的作用机制；发现隐丹参酮联合砷剂活性代谢产物单甲基亚砷酸协同诱导多发性骨髓瘤细胞酸性鞘磷脂酶活化、神经酰胺生成和脂筏形成，明确隐丹参酮联合单甲基亚砷酸诱导多发性骨髓瘤细胞凋亡的早期分子事件；发现隐丹参酮联合砷剂活性代谢产物单甲基亚砷酸协同诱导多发性骨髓瘤细胞PKCδ磷酸化水平升高、Cathepsin D和Bid剪切活化以及线粒体凋亡途径活化，明确隐丹参酮联合单甲基亚砷酸诱导多发性骨髓瘤细胞凋亡的晚期分子事件；证实隐丹参酮联合单甲基亚砷酸分别抑制多发性骨髓瘤移植瘤和患者PBMC生长的体内外协同作用效应，为隐丹参酮联合单甲基亚砷酸治疗多发性骨髓瘤提供科学依据；发现隐丹参酮联合单甲基亚砷酸选择性诱导多发性骨髓瘤细胞PKCδ磷酸化水平升高，明确隐丹参酮联合单甲基亚砷酸体内外应用的安全性。通过本项目研究，阐释两者联合应用产生化瘀消滞、以毒攻毒兼以扶正之协同抗多发性骨髓瘤效应的科学内涵，不仅有望提高中晚期多发性骨髓瘤患者治疗的临床疗效，而且可减少毒副作用、防止耐药复发。资助项目执行期间，发表标注本基金号的SCI论文3篇，其中1篇影响因子大于5分。项目负责人作为第二完成人获得浙江省科学技术进步奖一等奖和教育部高等学校科学技术进步奖二等奖；项目负责人作为第一发明人授权国家发明专利5项，第二发明人授权国家发明专利1项；共培养博士研究生1位，硕士研究生6位；项目负责人分别于2017年和2018年顺利通过浙江省新世纪“151人才工程”第二层次和浙江省卫生高层次创新人才的培养。