RA联合mTORC1抑制剂治疗结节性硬化症的实验研究

Tuberous sclerosis complex (TSC) is an autosomal dominant disorder, characterized by formation of benign tumors in multiple organs, including skin, brain, kidney and etc. Hyperactivation of mammalian target of rapamycin complex 1(mTORC1),caused by loss-of-function mutations of either TSC1 or TSC2, is considered to be the leading cause of benign tumor formation in TSC disease. Therefore, rapamycin,the mTORC1 specific inhibitor, is believed to be an efficient drug for TSC. However, it does not perform very successfully in clinical trial. Our previous studies indicated that the Tsc2 deficient cells exhibit significantly increased sensitivity to retinoic acid (RA); and the combination of RA and rapamycin demonstrates a synthetic inhibitory effect on the proliferation of the Tsc2-null cells. All these preliminary data suggest that RA may be a promising drug for TSC disease. In this study, based on our previous work, we plan to clarify the roles and mechanisms of RA in the proliferation and differentiation of Tsc1 or Tsc2 deficient cells. Moreover, we also plan to explore the therapeutic effects of RA and the synthetic effect of RA and rapamycin on TSC by using several mouse models. Our studies will help understand the clinical significance of rapamycin and RA and provide new therapeutic method for TSC treatment.

结节性硬化症（TSC）是一种常染色体显性遗传病，其临床特征为全身各器官的多发性良性肿瘤。TSC1或TSC2基因突变失活所导致的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）过度活化是其发病的主要原因。因此，mTORC1的特异性抑制剂rapamycin被认为是治疗TSC的理想药物，但其临床试验效果并不是十分理想。我们前期研究发现，Tsc2缺失的细胞对维甲酸（RA）的敏感性显著增强；联合应用RA和rapamycin对Tsc2缺失细胞的增殖有更好的抑制作用。这些发现无疑预示着RA具有成为TSC治疗药物的前景。因此，本研究将在前期工作基础上，明确RA对Tsc1或Tsc2缺失细胞的增殖和分化的作用及相关机制，并借助小鼠模型进一步研究RA以及RA联合rapamycin对TSC的治疗作用，为TSC的治疗提供新的方法。

结节性硬化症（TSC）是一种以全身多器官良性肿瘤为特征的常染色体显性遗传病。其主要病因为TSC1或TSC2基因突变失活导致的mTORC1活化，但其具体机制尚不清楚。我们发现mTORC1活化通过激活IKK/NFκB通路上调Glut3的表达，增强有氧糖酵解，促进肿瘤的生长。这一成果揭示Glut3可以作为mTORC1活化相关肿瘤治疗的靶标。mTORC1活化反馈抑制Akt被认为是TSC多发良性肿瘤的主要原因之一，但其机制仍不清楚。我们发现mTORC1活化通过下调FOXO3a/PDGFRα信号通路，抑制Akt激活和肿瘤生长，为解释TSC为什么多发良性肿瘤提供了理论依据。除反馈抑制Akt之外，我们发现mTORC1活化还可以通过抑制COX2/IL-6通路负调控TSC肿瘤的生长。在TSC1/TSC2复合物下游，是否存在mTORC1非依赖的Akt抑制途径也有待于进一步研究。我们发现TSC1/TSC2复合物失活通过mTORC1非依赖的途径下调SOX9/osteopontin（OPN）通路，抑制Akt活化，从而限制TSC肿瘤的生长。这一研究首次在TSC中发现了一条不依赖于mTORC1的抑制Akt活化的通路。 .mTORC1的抑制剂rapamycin被认为是治疗TSC的理想药物，但其临床试验效果不佳，主要原因之一是rapamycin能反馈激活Akt。是否还有其它因素参与尚待研究；是否可以联合应用rapamycin和其它药物，增强rapamycin抗TSC肿瘤的作用，值得探讨。我们发现rapamycin上调COX2的表达，联合应用rapamycin和COX2抑制剂celecoxib对TSC细胞的增殖有更好的抑制效果。我们还发现TSC1/TSC2复合物缺失通过上调DNMT1沉默Crabp1的表达，从而显著增强细胞对维甲酸（RA）的敏感性。RA能显著抑制TSC1/TSC2复合物失活细胞的增殖和成瘤，以及Tsc2+/-小鼠的肾肿瘤的生长和延长Tsc1cc Nes-cre+小鼠的寿命。这一研究揭示RA是个潜在的TSC治疗药物。我们的研究为TSC的发病机制的阐明和治疗药物的开发做出了贡献。