靶向PRALR通路逆转上皮性卵巢癌紫杉醇耐药的作用机制研究

Epithelial ovarian cancer (EOC) is the most lethal malignant tumor in the female reproductive system. The canonical treatment of EOC is surgery combined with chemotherapy. Paclitaxel (PTX) is the first line drug of EOC chemotherapy. However, it is easy to lead to drug resistance, which is one of the unsolved problems in the treatment of EOC because the mechanisms of chemoresistance remain unclear. Recently, we discovered and cloned a novel lncRNA, named PRALR (paclitaxel resistance-associated lncRNA), in our previously well-established PTX-resistant EOC cell lines that have a high resistance-index and good stability. Compared with sensitive cells, PRALR was significantly overexpressed in resistant cells. Knockdown of PRALR increased the sensitivity of resistant cells to PTX. Therefore, we speculate that the enhancement of PRALR function is one of the important mechanisms leading to the decrease of PTX chemosensitivity and the development of drug resistance in EOC. Based on the new findings, we hypothesize that targeting the PRALR pathway may reverse PTX-resistance in EOC. In this project, we will perform the experiments of cell and molecular biology, CRISPR/Cas9 technology, 3D cell culture system and in vivo verification to reveal the role of PRALR on PTX-resistance and elucidate its molecular mechanism in EOC. Overall, this study will provide new clues and theoretical basis for improving the efficacy of PTX. It has scientific importance and a potential value of clinical application for the treatment of ovarian cancer.

上皮性卵巢癌是死亡率最高的女性生殖系统恶性肿瘤，经典治疗方案是手术联合化疗。紫杉醇是卵巢癌常规化疗的一线药，但易产生耐药且机制不明，是卵巢癌治疗中尚未解决的难题之一。课题组在前期建立的耐药系数高、稳定性好的耐紫杉醇卵巢癌细胞株中，发现并克隆了一个全新的lncRNA，命名为PRALR。与敏感细胞比，PRALR在耐药细胞中显著高表达，敲减PRALR可使耐药细胞对紫杉醇的敏感性增加。因此，我们推测PRALR功能增强是导致卵巢癌紫杉醇化疗敏感性降低、耐药发生的重要机制之一。根据上述新发现，我们提出如下假说：靶向PRALR通路可逆转上皮性卵巢癌紫杉醇耐药。本项目将利用细胞和分子生物学实验、CRISPR/Cas9技术、三维细胞球培养法和体内验证，揭示PRALR在上皮性卵巢癌紫杉醇耐药中的作用，阐明其分子机制，为提高紫杉醇疗效提供新的线索和理论依据，对卵巢癌的治疗具有重要的科学意义和潜在的临床应用价值。

本课题主要研究卵巢癌紫杉醇耐药，重点研究靶向PRALR通路逆转上皮性卵巢癌紫杉醇耐药的作用机制。同时，我们也探究了紫杉醇纳米药、钙离子、CROT、SRI、STAT1等对紫杉醇耐药的影响、耐药逆转及其作用机制。我们首先通过RNA芯片技术发现一个长链非编码RNA片段在紫杉醇耐药与敏感细胞中存在差异表达，实验结果显示此片段是一个非编码RNA的前体，经过基因扩增、克隆、定位、鉴定等一系列工作，证实这是一个全新的长链非编码RNA，我们把它命名为PRALR，并申请了国家发明专利。PRALR在紫杉醇耐药细胞中高表达，是一个耐药基因。敲低PRALR可使耐药细胞增敏，而给予PRALR过表达质粒能抑制凋亡、促进耐药。裸小鼠移植瘤实验显示，敲除PRALR能显著抑制肿瘤的生长，靶向PRALR/miR-24-3p/PNPO轴可影响耐药细胞的生物学功能。研究显示，PRALR能抑制P-糖蛋白(P-gp)泛素化，从而稳定P-gp蛋白导致细胞对紫杉醇耐药。在上游调控机制的研究中发现，PRALR的启动子区存在组蛋白乙酰化H3K27位点，而组蛋白乙酰化能导致PRALR表达增加。在耐药机制研究中，我们又揭示了SRI/Smad4/ZEB1/miR-142-5p的新环路对紫杉醇耐药的作用，并发现miR-33a-5p/CROT轴能通过调节TGF-ß信号通路介导化疗耐药；STAT1对紫杉醇耐药干细胞的干性调控机制。在逆转耐药研究中我们发现，光动力疗法可增强细胞内活性氧ROS水平促进化疗耐药细胞死亡；白蛋白-紫杉醇纳米颗粒能通过恢复细胞内钙离子稳态逆转癌症化疗耐药。在这4年资助期间，我们共发表相关学术论文15篇，副主编十三五教科书一部，授权国家发明专利9项、实用新型专利5项。这些成果对预防紫杉醇耐药、逆转化疗耐药、提高化疗药的敏感性，以及为靶向治疗卵巢癌提供新的策略和理论依据，因此，具有重要的科学意义和潜在的临床应用价值。