COPS5在上皮性卵巢癌铂类耐药中的作用及其机制研究

Chemotherapy with platinum agents remains the necessary treatment of epithelial ovarian cancer (EOC). The expression level of kinase-like COPS5 (Constitutive Photomorphogenic Signalosome 9 Subunit 5) rises significantly in carboplatin-resistant EOC patients, consequently, the levels of XBP1 and p27 were regulated by endoplasmic reticulum (ER) stress and cell phosphorylation, respectively; has a direct impact on the sensitivity of platinum-containing drugs chemohtherapy. In our previous studies, we found that the levels of XBP1 and p27 were elevated by down-regulation of COPS5 in carboplatin-resistant EOC cells, the proliferation and growth of these cells were suppressed, which indicated that the inhibition of COPS5 can reverse the resistance of carboplatin-resistance. However, the mechanism still remains unclear. This project will focus on two pathways including the “COPS5-pAkt-p27” and “COPS5-IRE1/XBP1-UPR” in carboplatin-resistant EOC cells. We further investigate the associations between the overexpression of COPS5 and carboplatin-resistance in EOC by bioinformatics, CO-IP, protein interaction chip and cell metabolism analysis etc and illustrate the impact of COPS5 on cell stress, proliferation and growth in carboplatin-resistance EOC cells using the clinical specimens and cell models in vitro and in vivo. This project will provide a novel view in the mechanism of chemotherapy-resistance with platinum agents, and lay the foundation of the personalized management for EOC patients.

铂类化疗是目前上皮性卵巢癌（EOC）重要的治疗手段。有激酶功能的光调蛋白9的第五亚基（COPS5）在卡铂耐受的EOC中表达水平显著升高，通过内质网应激变化和磷酸化作用使XBP1、p27等表达发生改变，影响到铂类化疗的敏感性。本课题前期工作发现，COPS5下调后，XBP1和p27水平升高，耐药细胞增殖、生长能力显著降低，提示COPS5下调可逆转化疗的耐受性，相关机制尚不清楚。本项目拟以卡铂耐受EOC细胞的“COPS5-IRE1/XBP1-UPR”和“COPS5-p-Akt-p27”两条信号通路为主线，采用生物信息学手段、CO-IP、蛋白芯片、细胞代谢分析等技术，在临床肿瘤标本、细胞模型、体内实验等多层次上，研究COPS5表达水平与EOC卡铂耐受之间的关系，阐明COPS5在卡铂耐受EOC应激、增殖、生长中的具体作用，为揭示铂类化疗耐药机制提供新思路，也为临床上EOC患者采取个体化治疗奠定基础。

EOC化疗耐药是当前临床治疗面临的瓶颈问题，本项目在分子水平上深入研究EOC耐药的生物学行为机制，探索新的治疗和耐药靶点。课题组研究发现具有激酶功能的光调蛋白9的第五亚基（COPS5）在卡铂耐受的EOC细胞中表达水平显著升高。通过生物信息分析和体外实验，我们发现COPS5可以通过内质网应激变化和磷酸化作用使XBP1、p27等表达发生改变，影响到铂类化疗的敏感性。课题组收集到临床EOC铂类治疗前后的卵巢癌组织，通过免疫组化和Western blot等实验进一步验证了COPS5在EOC卡铂耐药组织的高表达。为了进一步探索COPS5参与EOC卡铂耐药的机制，课题组首先在体外构建了卡铂耐药细胞株模型，检测COPS5表达及EOC细胞代谢的改变情况；通过改变COPS5的表达水平，观察COPS5表达变化对EOC细胞生物学效应的影响，同时在分子水平上研究相关信号通路分子的变化情况。实验结果提示，下调COPS5的表达可以明显抑制EOC细胞的增殖和促进细胞的凋亡，同时增加了EOC卡铂耐药细胞的药物敏感性。在分子水平上，抑制COPS5功能后，可以激活AKT的磷酸化并影响P27的表达参与调控细胞的凋亡过程，同时靶向COPS5抑制剂可以增加AKT抑制剂的生物学效应。此外，明确了COPS5-IRE1/XBP1-UPR内质网信号通路对卵巢癌细胞生物学功能的影响，COPS5与内质网氧化应激分子XBP1存在相互作用关系，下调XBP1的表达，可以明显抑制EOC细胞的增殖能力和克隆形成能力。体内实验结果表明，敲低COPS5后，卡铂处理后能够显著降低肿瘤体积和重量，并进一步抑制了细胞增殖核抗原（PCNA）和抗凋亡因子（Survivin）的表达。因此，我们得出，COPS5表达抑制可增强EOC对铂类药物的敏感性。综上，本项目阐明了COPS5通过调控pAkt-p27通路的活化状态从而促进了EOC细胞卡铂的耐受机制，下调COPS5的表达可以激活IRE1/XBP1通路，使得UPR通路持续活化，细胞分裂延缓、凋亡增多，从而引起EOC对卡铂的耐药性降低。