低氧诱导因子（HIF）以及氧化还原系统(redox)与肿瘤多药耐药（MDR）的相互作用

低氧诱导因子（HIF）在肿瘤生物学中发挥着关键作用，但HIF在肿瘤多药耐药性（MDR）中的作用一直存在着相互矛盾的观点，其对在MDR中起重要作用的ATP结合转运因子（ABC）蛋白家族的调节机理尚不清楚；尤其是在常氧条件下，因为HIF的缺失，药物诱发的MDR与HIF的关系一直被质疑。本课题一方面将在常氧或低氧环境下，全面分析HIF与MDR的关联性，鉴定HIF相关或无关的ABC家族成员，并研究其HIF相关的或无关的调控机制；同时，也将探索ABC家族成员对HIF的反馈调节。另一方面，基于很多引发MDR的药物都会引起细胞内氧化还原系统（redox）改变的事实，本课题将在常氧环境下，探索药物引发redox并且诱导HIF的表达，并进而诱导ABC家族成员表达的机制；同时，在低氧环境下，探索使用一氧化氮（NO）来降低HIF的表达并逆转细胞的MDR，并研究在逆转MDR过程中HIF和redox的作用。

本项目工作要点全部按照原计划正常执行，取得了预期结果。本项目研究过程中，建立了具有MDR现象的、耐药性细胞株，并获得了建立细胞对药物的耐受曲线和抗细胞凋亡的cut-off数值。在常氧或低氧条件下，找到了HIF-1相关的或无关的ABC家族成员，并完成了HIF与MDR关联性的评估。建立了常氧条件下药物诱发HIF-1alpha的条件和方法。实验表明，HIF1MDR1存在着密切的关联性，使得HIF通过诱导MDR1，进而诱导多药耐药性的假设有了坚实的学术基础。通过实验，基本阐明了常氧条件下药物诱导HIF-1alpha的机理及redox在其中的作用。结果表明，化疗药物影响了HIF-1alpha蛋白修饰系统，而不是直接影响HIF-1alpha蛋白本身的表达。实验证明，化疗药物影响了这个蛋白修饰系统中的一个重要的激酶ERK1/2。研究发现，在化疗药物处理过程中，MDR1的活性和mRNA表达均有提高。在低氧环境下，使用一氧化氮（NO）可以降低HIF的表达并逆转细胞的MDR，其作用机理是通过影响redox的产生从而逆转HIF-1alpha并进而降低MDR1的表达来实现对多药耐药的逆转。在项目中，我们还研究了HIF-1和HIF-2的功能性差异。我们采用了HIF-1和HIF-2特异性的基因沉默片段来特异地敲弱HIF-1或HIF-2活性，然后来检查MDR1的表达，发现无论HIF-1或HIF-2的缺失，都导致MDR1的表达降低。这说明，HIF-1和HIF-2均对MDR1产生影响，没有功能上的区别。另外，与HIF-1无关的ABC家族成员的表达也在本项目中进行了研究。此外，还取得了ABC蛋白对HIF的正反馈调节的数据。