靶向抑制ERAD通路对新型溶瘤病毒M1抗肝癌的增效作用及其机制研究

Currently, the therapeutic options and chemotherapeutic agents are limited for liver cancer, and the therapeutic efficacy is not satisfying. Our previous data report that a novel oncolytic virus M1 selectively killed various of liver cancers, and does not cause any harm to normal cells, indicating that M1 virus may serve as a novel candidate drugs for liver cancer. In clinical trials, the safety of oncolytic virus is good, however, efficacy is not excellent, remaindering that oncolytic virus are not so effective as single agents as was initially hoped. Therefore, our previous study using high-throughput anti-cancer compound library to indentified ERAD inhibitors as specific enhancers for M1 virus in liver cancer; The following, we will further verify and evaluate the synergy effects in vitro and in vivo; Further, we will explore the underlying mechanisms why ERAD inhibitors significantly enhance the oncolytic efficacy of M1 virus. This programme will provide a new therapeutic method for liver cancers in clinic, and also demonstrate the theory that using small molecular compounds to cooperate with oncolytic virus for cancer treatment.

目前，肝癌治疗的方法和药物非常有限，疗效亦不尽如人意。申请者已往的一系列工作表明，一种新型溶瘤病毒M1能够选择性的杀伤多种肝癌细胞，而对正常细胞无害，提示M1病毒可以作为治疗肝癌的候选药物。尽管临床研究显示，溶瘤病毒的安全性良好，但是临床反应性差强人意，提示溶瘤病毒作为单一疗法来对抗癌症无法达到预期效果。因此，本项目通过高通量抗癌化合物库筛选，初步鉴定出ERAD通路抑制剂能够显著增强溶瘤病毒M1的抗肝癌效应；接下来，我们将在多种肝癌细胞株和肝癌动物模型中验证并评估ERAD通路抑制剂对溶瘤病毒M1的增效作用；并进一步阐明ERAD通路抑制剂增强M1病毒溶瘤效应的机制。本项目的完成，将为临床肝癌的治疗提供新的治疗方法，也将为小分子靶向药物和溶瘤病毒的联合应用提供理论依据。

溶瘤病毒是一类靶向性感染并杀伤肿瘤细胞，而不破坏正常细胞的可复制病毒。近年来，利用溶瘤病毒进行抗肿瘤治疗正快速发展为一种新兴的治疗策略。我们之前的研究证明溶瘤病毒M1能靶向杀伤锌指抗病毒蛋白（ZAP）缺失的恶性肿瘤（PNAS，2014），且在灵长类动物模型中检验其安全性良好 （Human Gene Therapy，2016)，提示M1病毒是这一种有潜力的抗癌药物。然而，临床研究显示溶瘤病毒作为单一疗法来对抗癌症无法达到预期效果，提示研发可提高溶瘤病毒抗癌效能的新策略迫在眉睫。本项目通过高通量化合物库筛选，发现了一系列溶瘤病毒M1的特异性增效剂：I，VCP抑制剂联合M1病毒通过下调IRE1α-XBP1通路，诱导不可逆内质网应激，促进肝癌细胞凋亡 (Science Translational Medicine, 2017)； II, DNA-PK抑制剂通过双重机制增强M1病毒的溶瘤效应。首先，DNA-PK抑制剂阻断干扰素抗病毒通路，促进溶瘤病毒M1在瘤内复制，触发内质网应激介导的细胞凋亡。其次，DNA-PK抑制剂促进M1病毒介导的DNA损伤，诱发肿瘤细胞凋亡 (Nature Communications，2018)；III，我们发现，恶性胶质瘤细胞通过诱导自噬降解M1的病毒蛋白，从而抑制M1病毒在瘤内感染和复制，限制M1病毒的溶瘤效应。UPR通路抑制剂则能够阻断M1病毒引起的细胞自噬，特异性增强M1病毒的抗肿瘤效应 (Journal of Virology, 2018)；IV, Bcl-xL抑制剂协同M1病毒上调线粒体促凋亡蛋白Bak的表达，促进线粒体依赖性细胞凋亡的发生，增强M1病毒的溶瘤效应（Human Gene Therapy，2017）。综上所述，本项目发现并鉴定了溶瘤病毒M1的系列增效剂，建立了新型的“小分子化合物-生物制剂”的肿瘤联合疗法，为临床肿瘤治疗提供了新的选择。