JUN/Cyclin D1通路在胃肠间质瘤对伊马替尼耐药的作用及机制研究

Gastrointestinal stromal Tumors (GISTs) are rare tumors of digestive tract. Apart from the mutation of KIT/PDGFRA, loss of KIT expression is another new type of “non-classic resistance patterns”, but its resistance mechanism remains unclear. Our preliminary study showed that specific overexpression of Cyclin D1 existed in both the KIT-independent GIST cell lines and clinical specimen. Moreover, we recently found that JUN expressed strongly in the KIT-independent GISTs which had a significant correlation with the overexpression of Cyclin D1. Thus, we speculate that JUN probably induces overexpression of the Cyclin D1, resulting in imatinib-resistance of KIT-independent GISTs. Based on the abovementioned investigation, our research will: (1) confirm the clinical relevance between Cyclin D1 overexpression and KIT-independent GISTs; (2) explore furtherly overexpression of Cyclin D1, which is regulated by JUN through the direct transcriptional mechanism, results in the imatinib-resistance; (3) reveal the effect of combination of imatinib and JUN/Cyclin D1 inhibitors in the reversal of imatinib-resistance. This study will provide possible therapeutic targets and novel treatment to overcome the “non-classic resistance patterns” due to the loss of KIT expression in the future.

胃肠间质瘤（GIST）是一种罕见的消化系统肿瘤。KIT缺失表达（KIT-）是伊马替尼耐药中除KIT/PDGFRA突变之外一种新的“非经典型耐药”模式，其耐药机制仍不明确。本课题组前期研究发现Cyclin D1在KIT- GIST细胞系与临床标本中均特异性高表达。最近我们通过转录组测序，发现JUN在KIT- GISTs中过表达，与Cyclin D1的过表达明显相关。由此推测JUN可能通过介导Cyclin D1过表达导致KIT- GISTs对伊马替尼耐药。本课题将在前期研究基础上，明确Cyclin D1与KIT- GISTs的临床相关性；进一步探讨JUN通过直接转录机制调控Cyclin D1的过表达导致伊马替尼耐药的机制；最后观察联合伊马替尼与JUN/Cyclin D1抑制剂在逆转伊马替尼耐药中的作用。本研究将为克服KIT缺失表达导致的伊马替尼“非经典型耐药”提供可能的靶点及治疗方式。

课题发现Cyclin D1在KIT- GIST细胞系与临床标本中均特异性高表达。我们在KIT-依赖、imatinib-耐药的GISTs中识别出独特的生物学特征，通过转录组测序、qRT-PCR、免疫印迹、蛋白质相互作用研究、基因敲除和表达分析以及双荧光素酶分析鉴定了KIT-依赖性GISTs特有的生物学机制。转录组测序显示，cyclin D1在三个亲本KIT依赖的GIST细胞系中的两个表达极低，而cyclin d1在KIT非依赖的GIST亚系中表达较高。KIT非依赖性的GISTs中的Cyclin D1抑制具有与Rb激活和p27调节相关的抗增殖和促凋亡作用。发现了PRKCQ、JUN、Hippo和cyclin D1作为GISTs中的致癌介质的作用，这些GISTs在TKI治疗过程中转化为KIT非依赖的状态。本研究将为克服KIT缺失表达导致的伊马替尼“非经典型耐药”提供可能的靶点及治疗方式。课题组采用磷酸RTK和immunoblot RTK技术的分析，发现胰岛素受体(IR)对 伊马替尼耐药细胞株(GIST430 GIST和GIST48)表达充分，但不在伊马替尼敏感细胞(GIST T1和GIST 882)中表达。在GIST430 GIST48中，治疗药物 Linsitinib特异性抑制剂抑制IR，及中间和下游的信号通路AKT、MAPK和S6，然而在伊马替尼敏感的GIST882效应最小。额外抑制效应的表现:增加增殖的抑制作用，细胞凋亡，细胞周期阻滞，细胞 周期俘获，抑制肿瘤的生长、迁移和侵袭 。伊马替尼耐药GIST细胞中，过表达IGF2导致IR活化，而没有导致IR的扩增、突变和KIT磷酸化。此外，对伊马替尼治疗的患者，进行血药浓度检测方法的改良，然后对患者进行血药浓度检测以及药物基因组学分析，发现伊马替尼毒副反应与药物血清浓度之间的关系，及相关基因多态性分析可能有利于优化伊马替尼治疗。影响GIST患者预后的因素，以及针对危险度分期的重新划分，鉴别一组极高危的患者，为下一步治疗奠定理论基础。探讨了姑息手术对晚期患者的价值，结果显示晚期的患者如果药物治疗有效或者部分有效，均可考虑进行合理的减瘤手术。总而言之，本课题探讨了GIST很多来源于临床的科学问题，结果将有助于揭示疾病的生物学特征以及治疗的机理，为下一步改善患者生存做了前期有益的探索，具有重要的科学价值。