抗肿瘤PARP新型抑制剂疗效分子标志物研究

Poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitors are emerging as a valuable new drug class in the treatment of cancer. At least four PARP inhibitors are currently under phase III clinical investigation. WM2 and SOMCL-9112 which are novel PARP inhibitors developed by the applicant’s lab are under preclinical study. PARP inhibitors specifically induce synthetic lethality in cancer cells that are defective in homologous recombination (HR). BRCA mutation is recognized as the most widely used predictive biomarker for PARP inhibitors. However, current clinical data revealed that patients with solid tumors who carried BRCA1 or BRCA2 mutations only exhibited a highest clinical response rate of about 40%, indicating that there are other genes which affect the therapeutic effect of PARP inhibitors and can be used as predictive biomarkers. This study will focus on the effects and mechanisms of the combination of 53BP1, PTIP, Rad51, SMC-1A and BRCA on the therapeutic effects of WM2 and SOMCL-9112. The study will lay the foundation for the clinical study and personalized treatment with PARP inhibitors.

PARP抑制剂是近年来备受关注的高选择性抗肿瘤新药研究开发领域，目前至少有4个PARP抑制剂正在进行抗肿瘤III期临床试验。申请人所在的研究组研发的两种具有自主知识产权的新型PARP抑制剂WM2和SOMCL-9112也正在进行临床前研究。PARP抑制剂适用于具有同源重组缺陷的肿瘤细胞。BRCA基因突变是应用最广泛的抗肿瘤PARP抑制剂的疗效预测分子标志物。然而仅依据BRCA基因突变进行患者选择，其有效率最高仅能达到40%左右，表明存在其它影响PARP抑制剂疗效的基因。本项目拟着重研究53BP1、PTIP、Rad51和SMC-1A与BRCA形成的疗效预测标志物组合物对PARP抑制剂疗效的影响，并深入探索新的疗效预测标志物及其组合物影响PARP抑制剂WM2和SOMCL-9112疗效的作用机制。本项目的研究将为PARP抑制剂的临床试验和临床治疗的个性化用药提供依据。

靶向聚腺苷二磷酸核糖合酶（PARP）抑制剂是近年来备受关注的抗肿瘤新药研究开发领域。目前已有3个药物获批用于卵巢癌的治疗，另外有2个抑制剂正在进行III期临床试验。我们自主研发的新型PARP抑制剂SOMCL-9112和WM2也先后获得了临床试验研究批件，目前SOMCL-9112正在进行临床I期试验研究。PARP抑制剂适用于具有同源重组（HR）缺陷肿瘤的治疗，突变的BRCA基因是该类抑制剂应用最广泛的疗效预测分子标志物。然而仅依据BRCA基因突变进行患者选择，其有效率仅能达到40%左右，表明存在其它影响PARP抑制剂敏感性的基因。本课题主要研究能够与BRCA形成疗效预测标志物的组合物，并深入探索新的疗效预测标志物组合物影响PARP抑制剂疗效的作用机制，为PARP抑制剂的临床试验和临床治疗的个性化用药提供依据。 .在比较四种同源重组相关基因（53BP1、PTIP、Rad51和SMC-1A）的mRNA水平和PARP抑制剂敏感性的基础上，我们选取BRCA1缺陷的乳腺癌细胞MDA-MB-436作为工具细胞株，进行RNA干扰实验。我们研究发现只有降低53BP1表达，才会影响细胞对PARP抑制剂的敏感性。利用TALEN技术进一步构建了53BP1和BRCA1双基因缺陷的稳定细胞株。结果表明，PARP抑制剂能够剂量依赖性地抑制BRCA1基因缺陷细胞的增殖生长，而53BP1和BRCA1双基因缺陷的细胞对PARP抑制剂的敏感性显著降低，在53BP1和BRCA1双基因缺陷的MDA-MB-436细胞中过表达53BP1又可以恢复细胞对PARP抑制剂的敏感性。53BP1缺失也减少了PARP抑制剂诱导的细胞周期阻滞和凋亡，并部分恢复了HR修复功能。更重要的是，敲除53BP1减弱了PARP抑制剂对裸鼠移植瘤的生长抑制作用。机制研究揭示，在双缺陷的细胞中重新表达53BP1，HR相关因子Rad51和RPA32水平恢复至正常。由此，使PARP抑制剂所诱导的DNA损伤能够得到及时的修复，DNA双链断裂所导致的细胞周期阻滞和细胞凋亡的比例下降，从而导致细胞对PARP抑制剂的敏感性降低。.由于超过10%的BRCA1突变的乳腺癌和卵巢癌病人不表达53BP1，因此上述发现提示将53BP1和BRCA1作为生物标志物组合用于患者选择中，有可能减少PARP抑制剂的无效治疗，为PARP抑制剂的临床治疗提供指导依据。