华蟾酥毒基对耐药性非小细胞肺癌的作用及机制研究

In our preliminary studies, we found that Cinobufagin, one component of the traditional Chinese medicine Chuan-Su, had a more significant inhibition effect compared with platinum related chemotherapy drugs. More importantly, Cinobufagin inhibited PI3K/Akt signal pathway and decreased PD-L1 level in lung cancer cells. Studies have shown that PI3K/Akt/mTOR signal pathway plays a critical role in tumor drug resistance whereas PI3K/Akt/PD-L1 signal pathway is responsible for tumor immune escape. There for, Cinobufagin might be involved in drug resistance and tumor immune escape of lung cancer, and was expected to be a novel target therapy drug for drug resistant NSCLC cells. Our research contents are: 1) Establishing drug resistant NSCLC cell lines of platinum related chemotherapy drugs, identifying effectiveness of Cinobufagin in resisting drugs resistance of NSCLC cells based on this cell model; 2) Establishing PTEN/LKB1 double gene knockout animal models of platinum related chemotherapy drugs, verifying effectiveness of Cinobufagin in resisting drugs resistance of NSCLC cells based on this animal model, and evaluating effectiveness of Cinobufagin as a targeted drug for lung squamous carcinoma in vivo. This study was to develop an effective therapeutic approach for overcoming drug resistance of NSCLC patients.

我们在前期研究发现，小分子中药提取物华蟾酥毒基，与铂类相关化疗药物相比，对肺癌的抑制作用更为明显，更重要的是，华蟾酥毒基可抑制肺癌细胞内AKT/mTOR通路，降低细胞内的PD-L1水平。有研究表明，肿瘤耐药与PI3K/Akt/mTOR信号通路的调控密切相关，而肿瘤免疫逃避更多与PI3K/Akt/PD-L1信号通路的调控更为密切。因此，华蟾酥毒基可能参与肺癌的肿瘤耐药与肿瘤免疫逃逸，并有望成为耐药性NSCLC新型靶向治疗药物。本研究内容：1）建立铂类相关化疗药物耐药的NSCLC细胞株，利用该细胞模型鉴定华蟾酥毒基治疗耐药性NSCLC的有效性；2）建立铂类相关化疗药物耐药的PTEN/LKB1双基因敲除动物模型，利用该动物模型进一步验证华蟾酥毒基治疗耐药性NSCLC的有效性，并评估华蟾酥毒基作为抗PD-L1的抗肺鳞癌靶向治疗药物的有效性。本研究旨在发现一条有效地针对耐药性NSCLC患者的新的治疗策略。

肺癌患者经过长期的治疗后可以产生很强的耐药性，即便增加化疗药物的剂量亦无法获得更好的结果，还会产生严重的并发症。研究已经证明，顺铂与其他化疗药物的联合应用可以显著降低肺癌的耐药性。研究发现，中药小分子华蟾酥毒基（Cinobufagin，CB）在多种恶性肿瘤中具有抗癌活性，包括肺癌。然而CB对耐药性肿瘤的作用研究甚少，在顺铂耐药性肺癌中的关系更不清楚。本项目的研究的目的就是通过体内试验和体外试验，验证肺癌细胞中，CB逆转顺铂耐药性的作用机制。我们的研究表明，在顺铂耐药性肺癌细胞中，CB 可明显增加肺癌细胞对顺铂的敏感性。结果还发现， CB联合顺铂，可显著降低顺铂耐药细胞的增殖，促进耐药细胞的凋亡。此外，在顺铂耐药性肺癌细胞中，联合应用CB和顺铂，抗凋亡蛋白Bcl-2表达下降，促凋亡蛋白Bax表达增高，而caspase-3被激活。研究已证实，PI3K/AKT和MAPK/ERK通路作为调节细胞行为的重要组成部分，参细胞的增殖、迁移和转移。此外，许多研究也已经证明，肿瘤细胞对顺铂的耐药性也与 PI3K/AKT和MAPK/ERK通路的改变相关。我们的研究发现，CB可以抑制,CB抑制AKT, PI3K, MEK1/2和 ERK1/2的mRNA水平。更重要的是，当给予IGF1（PI3K / AKT通路激活剂）或PMA（MAPK / ERK通路激活剂），和联合药物（微量CB 和顺铂）, AKT、PI3K、MEK1/2、ERK1/2的表达上调。最后，我们通过动物试验发现， CB联合顺铂可显著抑制顺铂耐药性肺癌细胞的生长。综上所述，本研究的结果表明，CB联合顺铂可能作为一种新型的治疗方案，通过抑制PI3K / AKT和MAPK / ERK通路，逆转顺铂在耐药性肺癌细胞中的敏感性。研究结果将有可能提供一个对耐药性非小细胞肺癌有抑制作用的新型治疗药物，也为进一步研究耐药性非小细胞肺癌的联合化疗策略提供新的理论依据。