靶向野生型IDH2诱导肺癌细胞死亡增强化疗敏感性的机制研究

Metabolism reprogramming plays a key role in the cell proliferation, tumor microenvironment regulation and treatment response.. Recently, we found that wild-type IDH2 promote None-Small-Cell-Lung-Cancer(NSCLC) cell proliferation through metabolism reprogramming. Knocking down of IDH2 enhance intracellular ROS level and induce cell death. Specific IDH2 inhibitor can decrease viable lung cancer cell.. Thus, this project will focus on the function of IDH2 in lung cancer cells. By analysis the role of wild type IDH2 in metabolism reprogramming, oxidation-reduction status, apoptosis and chemoradiotherapy sensitivity of lung cancer cells; discover the mechanism of metabolism reprogramming, oxidation-reduction status in apoptosis and chemotherapy sensitivity, this project will help us to understand the new role of IDH2 in NSCLC cell death and provide new therapeutic target for lung cancer.

肿瘤代谢重编程在肿瘤细胞增殖，微环境调控及治疗抗性中发挥关键作用。. 新近我们发现野生型IDH2可介导非小细胞肺癌细胞代谢重编程，促进肺癌细胞增殖。敲减IDH2增加肺癌细胞的ROS水平，诱导肺癌细胞死亡，IDH2特异性抑制剂处理可导致细胞数目减少。. 本项目将以IDH2为重点，以肺癌细胞为模型，分析靶向野生型IDH2介导的代谢重编程及其对细胞氧化还原状态的作用。研究靶向IDH2诱导肺癌细胞凋亡，增强化疗敏感性中作用，揭示IDH2介导代谢和氧化还原改变在凋亡和化疗敏感中的调控机制。为研究野生型IDH2在非小细胞肺癌细胞死亡中的作用提供新的实验依据，为肺癌的治疗提供新的思路与靶点。

异柠檬酸脱氢酶2（IDH2）是线粒体产生NADPH，清除ROS（反应活性氧）的关键酶之一。我们前期的工作证明IDH2是肺癌细胞增殖的关键代谢酶。.本研究我们首先对肺癌A549顺铂耐药细胞和对照细胞的RNA-seq结果中抵抗ROS的酶类的表达进行比较，发现只有IDH2的表达在顺铂耐药细胞中发生了显著改变。通过分析肺癌临床样本数据发现IDH2高表达的化疗病人预后不良。小鼠实验发现敲低IDH2可增加顺铂对肺癌细胞A549的体内抗肿瘤作用。.进一步，我们对IDH2介导的顺铂耐药机制进行研究。细胞生物学实验证明敲低IDH2或者IDH2抑制剂处理均能增强顺铂对肺癌细胞的克隆形成能力，细胞活力的抑制作用；增加顺铂诱导的细胞凋亡作用。通过海马细胞能量代谢仪分析，我们发现抑制IDH2对肺癌细胞的氧气消耗率和细胞外酸化率影响不大，而极大改变了细胞的整体ROS含量。肺癌细胞通过ROS清除剂N乙酰半胱氨酸的预处理，可显著回复IDH2敲低和顺铂联合处理导致的肺癌细胞克隆形成能力和细胞活力抑制作用，可降低IDH2敲低和顺铂联用导致的细胞凋亡。此外，IDH2抑制剂AGI-6780处理也可增加放射治疗对A549细胞的克隆形成能力的抑制作用。.以上实验证明IDH2通过清除顺铂和放射治疗产生的过量ROS，维持细胞线粒体氧化还原平衡，增加肺癌细胞在放化疗过程中的克隆形成能力和细胞活力，降低细胞凋亡，导致肺癌顺铂治疗抵抗。.本研究证明IDH2是肺癌顺铂治疗抵抗的关键代谢基因，证实了肺癌化疗过程中IDH2清除线粒体ROS，促进细胞存活的机制，为肺癌化疗和放疗提供了新的靶标分子。