AURKA介导染色体不稳性参与多发性骨髓瘤耐药的分子机制研究

Chromosome instability (CIN) and the resulting cytogenetic abnormalities and clonal evolution are key biological characteristics and prognostic factorsin multiple myeloma (MM) and also known to be the underlying cause of drug resistance. In mitotic progression, AURKA plays a part in many events, such as centrosome maturation and separation, spindle assembly, centrosome segregation and cytokinesis, indicating AURKA’s important role in chromosome stability. In addition, our recent work showed the involvement of AURKA dysregulation in drug resistance and CIN, which was associated with the prognosis of patients with MM. So the purpose of the present project is: (a) to further validate the correlation between the expression level of AURKA and the genetic background, response to treatment and prognosis of MM patients in a larger scale; (b) to further elucidate the molecular mechanisms of how AURKA involves in drug resistant through mediating CIN via experiments in vitro, 5TGM1 mice model and subcutaneous implanted tumor model. The results will provide novel insights into prognosis evaluation and the resistance reversal strategies on drug resistance of multiple myeloma.

染色体不稳定（CIN）及其导致的细胞遗传学异常和克隆演变是多发性骨髓瘤（MM）的重要生物学特征及预后因素，也是MM耐药的主要原因。在有丝分裂中，AURKA通过参与中心体的分离和成熟以及纺锤体两极的建立，确保有丝分裂中染色体的正确分离和胞质分裂的顺利完成，在维护染色体稳定性中起着重要作用。我们的前期工作显示AURKA异常在MM耐药和染色体不稳定性中发挥重要作用，并与MM预后相关。本项目拟通过较大系列临床样本进一步验证MM中AURKA表达水平与患者遗传背景、临床治疗反应及预后的相关性；通过体外实验、5TGM1 MM鼠模型及MM皮下成瘤模型进一步明确AURKA通过介导CIN参与MM耐药的具体分子机制。研究结果将为MM的预后评估、耐药逆转策略提供新的科学依据。

多发性骨髓瘤是一种恶性浆细胞疾病，MM细胞异质性强，基因组高度不稳定，生长和增殖依赖于骨髓微环境是MM复发耐药的重要原因。申请人先前研究表明，miR-137的过表达可以增加硼替佐米和表柔比星引起的MM细胞凋亡。动物实验证实，BTZ与miR-137联合也降低肿瘤负荷，表明miR-137在MM中具有潜在的抑癌作用。我们进一步验证miR-137靶基因是AURKA。. MM患者中AURKA的表达与预后不良有关。复发组中AURKA的表达高于其他亚组。 AURKA在MM患者的高表达意味着中度贫血，血清肌酐升高，尿蛋白增加，肾脏损害，血清钙增加和骨骼破坏的发生率高。在1/3的MM患者高表达AURKA，且预后较差。.AURKA使p53丝氨酸315位残基磷酸化，以促进Mdm2介导的降解，将AURKA沉默后可逆转。在体外研究中，我们表明抑制AURKA表达可以抑制MM细胞的增殖。在体外，硼替佐米联合AURKA抑制剂可促进细胞凋亡。这样可以使低浓度的硼替佐米达到高浓度的效果，并提高高浓度的杀伤力。我们降低了AURKA的表达，从而提高了化疗药物如BTZ和Mel的敏感性。硼替佐米和AURKA抑制剂均抑制IL-6，当AURKA抑制剂与低浓度的BTZ结合使用时，其对IL-6的抑制作用与高浓度的BTZ相似。AURKA抑制剂可通过抑制IL-6的分泌来增强硼替佐米对MM细胞的作用。.AURKA异常表达导致无法形成正常的纺锤体，染色体不能均匀地分布到两个子代细胞中，从而导致染色体不稳定。当AURKA在MM细胞中过度表达时，过量的AURKA在有丝分裂过程中会在细胞中形成多个纺锤体，从而导致染色体被复制，但细胞分裂异常。在AURKA过表达的MM细胞存在下，染色体增加了一倍。γ-H2AX基因可能是第一个感知DNA损伤并向下游传递损伤信号的蛋白质因子。减少或抑制了γ-H2AX的形成，使其在DNA修复过程中的功能受到抑制。AURKA抑制剂与BTZ联用可以增强BTZ的对异种移植肿瘤对药物的敏感性。AURKA敲减组的Ki-67和p21表达也降低。在体内抑制AURKA表达可以抑制MM细胞的增殖。.总之，AURKA的高表达与MM的预后不良有关。抑制AURKA可以促进细胞凋亡，DNA损伤和IL-6分泌，增强MM细胞对BTZ和Melphalan的敏感性，AURKA的异常表达引起纺锤体形成障碍和DNA损伤反应。