基于有丝分裂灾变和p53依赖性衰老的GL-V9抗人T细胞恶性肿瘤作用及其机制研究

Mitotic catastrophe is currently a novel treatment strategy against malignant hematological tumors which are sensitive to anti-mitotic drugs for genomic instability characteristics of T-cell malignancies. So far, all of the developed mitotic catastrophe inducers are single-target non-microtubules drugs, with poor clinical effects and susceptible to drug resistance. Previous research of this project found that the flavonoid GL-V9 could bind to the intermediate substrate protein binding domain of heat shock protein 90 (HSP90), and interfere with the binding of HSP90 to the client proteins. It can cause degradation of a variety of mitosis-related proteins, and thereby induce the lethal mitotic catastrophe and subsequent p53-dependent cell senescence with multiple links, in order to play an anti-T-cell malignancies role. However, studies on the induction of mitotic catastrophe against T-cell malignancies by GL-V9 have not been reported at home and abroad. This project aims to further clarify the molecular regulation mechanism of GL-V9-induced mitotic catastrophe and subsequent p53-dependent cell senescence effect which is mediated by HSP90 in T-cell malignancies through molecular biological methods such as protein-protein interaction analysis, immunofluorescence, molecular docking, and PDX model of clinical samples of T-cell malignancies. The project aims to provide a new idea for the study of anti-T-cell malignancies drugs, and to establish a drug screening platform for the treatment of malignant hematological cancer by use of multi-link mitotic catastrophe induction.

针对T细胞恶性肿瘤的基因组不稳定性特征，采用靶向有丝分裂药物治疗是目前抗恶性血液系统肿瘤的新策略。但已有的有丝分裂灾变诱导剂均为单靶点非微管类，临床效果差且易耐药。本项目前期研究结果发现，黄酮类化合物GL-V9可结合热休克蛋白90（HSP90）中间底物蛋白结合域，通过干扰HSP90与客户蛋白的结合，引起多种有丝分裂相关蛋白降解，从而多环节诱导致死性有丝分裂灾变及后续p53依赖性细胞衰老来发挥抗T细胞恶性肿瘤作用。但有关GL-V9通过诱导有丝分裂灾变抗T细胞恶性肿瘤的作用及机制国内外未见报道。本项目旨在通过蛋白-蛋白互作分析、免疫荧光、分子对接等分子生物学方法及临床样本来源的PDX模型，以阐明由HSP90介导的GL-V9诱导T细胞恶性肿瘤有丝分裂灾变和后续p53依赖性衰老效应的作用及调控机制。本项目为抗T细胞恶性肿瘤药物的研究提供新思路，并建立以诱导有丝分裂灾变治疗恶性血液瘤的药物筛选平台。

T细胞恶性肿瘤是T淋巴细胞克隆性增殖造成的一种恶性血液系统疾病，具有强异质性、高侵袭性等恶性生物学特征。目前T细胞恶性肿瘤患者的临床一线治疗主要采用联合化疗及造血干细胞移植，治疗手段有限，化疗毒副反应大，复发率高，临床急需更安全有效的抗T细胞恶性肿瘤药物问世。研究发现，一些非凋亡形式的细胞死亡途径，如有丝分裂灾变，在抗癌中发挥重要的作用。增殖失调及有丝分裂失控是肿瘤细胞区别于正常细胞的主要特征，DNA损伤、有丝分裂障碍和染色体非整倍性等原因可导致细胞有丝分裂灾变，继而触发后续的坏死、凋亡或衰老程序，这一机制在机体清除早期恶变细胞中发挥重要作用。溶酶体是细胞内行使降解功能的重要细胞器，溶酶体功能完整对肿瘤细胞存活具有重要意义。因此，靶向有丝分裂或溶酶体功能的药物治疗有望成为抗肿瘤的新策略。但已有的有丝分裂灾变诱导剂均为单靶点非微管类，临床效果差且易耐药。本研究发现，黄酮类化合物GL-V9可影响T细胞恶性肿瘤细胞系和T-ALL原代细胞的生长活力、增殖和凋亡，且不同剂量GL-V9作用下对T细胞恶性肿瘤的药效学表现出明显的差异性。GL-V9可通过结合HSP90蛋白，引起多种有丝分裂相关蛋白降解，多靶点多环节诱导致死有丝分裂灾变及后续p53依赖性衰老来发挥抗T细胞恶性肿瘤作用。然而，高剂量GL-V9则通过引起T细胞恶性肿瘤细胞中AKT1降解，抑制细胞中异常激活的PI3K/AKT1信号，进而促进FOXO3A去磷酸化发生核转位，结合BIM启动子，激活促凋亡蛋白BIM表达，诱导细胞凋亡，NH4Cl可逆转以上效应，提示GL-V9作用依赖溶酶体功能。此外，相比正常细胞，GL-V9对肿瘤细胞选择性更高。最后，本项目还通过构建Jurkat细胞接种的BALB/c裸鼠移植瘤模型，证实GL-V9在体内也具有较好的抗T细胞恶性肿瘤作用。以上结果说明，不同剂量的GL-V9可通过激活不同的调控机制来诱导细胞凋亡或有丝分裂灾变介导细胞死亡，全面发挥抗T细胞恶性肿瘤作用，为治疗T细胞恶性肿瘤的药物开发提供新思路。