超声干预选择性抑制P-gp表达逆转肿瘤多药耐药性的实验研究

The study of combating multidrug resistance (MDR) has become a hot issue in research of malignant tumor therapy. Previous studies demonstrated that enhanced drug efflux mediated by P-glycoprotein (P-gp) is a major cause of MDR in cancers. However, systemic P-gh inhibitors without tumor-targeting have achieved little success in clinical practice for the unacceptable systemic toxicity. Ultrasound treatment could be a promising approach to reverse MDR, since the evidences in vitro indicated that ultrasound treatment might inhibit P-gp expression. Our previous experiments in vivo have shown that low-intensity ultrasound selectively decreased the expression of P-gp in MDR cancer cells without obvious adverse effects. Therefore, we hypothesized that ultrasound treatment could selectively depress P-gp expression, consequently inhibit MDR of cancers and improve outcomes. This project is proposed to：（1）investigate the feasibility of using ultrasound to selectively reverse MDR; (2) determine the optimal ultrasound energy for reversing MDR; (3) explore the underlying mechanisms ultrasound inhibits P-gp expression by the method of PCR, western blot, immunohistochemistry and immunofluorescence staining. The aim of this study is to develop an efficient and safe method of treating MDR.

逆转肿瘤多药耐药是目前肿瘤治疗研究的热点。P-gp在肿瘤多药耐药的发生中发挥重要作用，是治疗的关键靶点。然而P-gp抑制剂靶向性不强、全身毒副作用大限制其临床应用。新近体外研究提示超声干预具有抑制P-gp表达的潜能。我们的前期在体研究证实超声治疗能选择性降低耐药肿瘤细胞内P-gp的表达，靶向增加耐药肿瘤细胞内化疗药物的浓度、无全身毒副作用。因此，我们提出假设：低能超声干预能通过选择性抑制P-gp的表达来逆转肿瘤多药耐药、提高化疗效果并改善预后。本项目拟采用PCR、western blot、免疫荧光、免疫组化等方法，在多药耐药肿瘤细胞株和多药耐药肿瘤裸鼠模型上，A.进一步证实超声处理可以逆转肿瘤多药耐药、改善预后；B.探索能够安全、高效的逆转肿瘤多药耐药的适宜超声能量和条件；C.阐明超声干预下调P-gp的生物学机制。该项目使用超声来逆转肿瘤多药耐药性，将可能为临床逆转肿瘤耐药提供新的方法。

本项目旨在研究低能超声干预能通过选择性抑制P-gp的表达来逆转肿瘤多药耐药、提高化疗效果并改善预后。本课题研究目标、研究内容和技术路线是按标书原计划进行，并达到预期成果和完成各项指标。我们首先探索超声干预抑制多药耐药肿瘤细胞内P-gp表达的适宜超声能量，发现0.74 W/cm2的超声强度可在很大程度上增强抗阿霉素细胞对阿霉素的敏感性，但对自身内皮细胞影响较小，遂选0.74 W/cm2为体外的最佳超声能量，进一步在多重耐药肿瘤细胞株和多重耐药肿瘤裸鼠模型上实验验证，体外证实超声干预能通过选择性降低P-gp的表达来逆转肿瘤多药耐药性，体内证明超声干预增加了阿霉素对MCF-7/ADR异种移植小鼠肿瘤生长的抑制效能，提高化疗效果并改善预后。机制上来说，我们发现超声干预增加ROS生成并激活由miR-200c/34a/ZEB1形成的双反馈回路，导致P-gp抑制，逆转肿瘤多药耐药。该项目使用超声干预来逆转肿瘤多药耐药性，为今后临床治疗肿瘤耐药性提供新策略，有临床转化价值。相关研究成果发表在J Exp Clin Cancer Res (IF 11.161)，并且我们对本项目延伸课题进行探索，相关成果陆续发表在Thernostics杂志(IF 11.556)、Thromb Haemost杂志(IF 5.249)、J Thromb Haemost杂志（IF 5.824）。总共SCI收录期刊的论著20篇， 其中IF5.0以上17篇，申请或获得2项国家发明专利（专利受理号：201810195502.2和专利受理号：201810196277.4），资助或部分资助了14名硕士/博士研究生的培养。