穿心莲内酯通过抑制肿瘤微环境中NLPR3炎症小体的活化逆转5-FU耐药的分子机制

5-fluorourracil (5-FU) is still the most important chemotherapeutic drug used for the treatment of colon cancer, but still it is urgent to solve the problem of 5-FU resistance. According to the report by others and our own study, we found that the NLRP3 inflammasome was activated in the tumor microenvironment and may lead to resistance to 5-FU but the detail mechanism is still unclear. The study intends to investigate mechanism of inflammasome activation and effect on 5-FU resistance in inflammatory cells (such as Myeloid-derived suppressor cells and macrophages) and tumor cell interactions in the tumor microenvironment and examine the synergy of andrographolide and 5-FU in anti-cancer proliferation and the mechanism of drug resistance reversal. Further, we will tryting to identify the target of andrographolide in the perspective of autophagy mediated-NLRP3 inhibition. Finally, we will design the clinical trail to verify the efficacy and safety of combining andrographolide with 5-FU for patients with advanced colorectal cancer, and confirm the molecular mechanism. The project not only provides a new theoretical basis of reversing tumor resistance, also supply with new option for many clinical treatment of 5-FU as the cornerstone.

5-氟尿嘧啶（5-FU）在晚期结直肠癌治疗中占据重要地位，但耐药问题亟待解决。文献报道和我们前期工作都发现肿瘤微环境中NLRP3炎症小体出现活化并可能导致5-FU耐药，但详细机制不明。本项目拟进一步研究肿瘤微环境中炎性细胞（髓系来源抑制性细胞，巨噬细胞）与肿瘤细胞交互作用中NLRP3炎症小体活化的机制，探讨穿心莲内酯调控不同细胞内炎症小体活化对5-FU耐药的影响及整体动物试验二者联用的效果；进一步综合运用分子、细胞生物学方法及靶点垂钓、表面等离子共振、等温量热滴定、分子对接等技术阐明穿心莲内酯抑制炎症小体活化的分子机制及作用的靶蛋白，并确证靶蛋白对炎症小体活化的作用及其对5-FU耐药的影响。最后通过临床试验考察穿心莲内酯和5-FU联用治疗晚期结肠癌的有效性和安全性，并进行分子机制的验证。该项目不仅为肿瘤耐药的逆转提供了新的理论依据，还为临床上许多以5-FU为基石的肿瘤治疗方案提供新的选择。

在晚期结直肠癌中，以化疗药物5-氟尿嘧啶（5-FU）为基础的化疗仍然是一线或二线的治疗方案。但它的耐药问题却亟待解决，以氟尿嘧啶类药物为基础的联合化疗有效率约为45-50%。在临床诊疗时，很多患者经过初始化疗缓解后，对5-FU产生了耐药，影响了后期的治疗效果。同时，对其进行深入研究并提出相关对策以解决临床耐药这一实际问题的医学转化力度仍然不够，使得结直肠癌甚至大多数肿瘤的治疗都未能达到非常理想的疗效。所以，我们期望找到一种新的耐药机制和更为有效的治疗方案，为逆转临床5-FU耐药提供更多的方法和途径。基于前期工作基础，我们证实穿心莲内酯可能通过抑制NLRP3炎症小体的活化逆转结肠癌5-FU耐药，增加肿瘤细胞对5-FU的敏感性，促进5-FU治疗后耐药株相关凋亡蛋白的表达，后期我们发现穿心莲内酯靶向结合BAX协同5-FU诱导耐药细胞凋亡。同时我们探讨了线粒体自噬在炎症小体活化后诱导5-FU耐药过程中的作用以及穿心莲内酯的干预作用，证明穿心莲内酯可通过诱导线粒体自噬的发生清除受损伤的线粒体，继而抑制NLRP3炎症小体的活化。在动物水平，穿心莲内酯与5-FU联用的动物体内实验也表明穿心莲内酯可抑制炎症小体的活化，增强5-FU抑制增殖、促进凋亡的功能，并能够增强对MDSC的杀伤作用和抑制肿瘤浸润巨噬细胞的作用，进而逆转结肠癌5-FU耐药，将穿心莲内酯与5-FU合用可明显提高5-FU的抗肿瘤疗效。我们从炎症小体的角度对5-FU长期刺激肿瘤细胞后发生耐药过程中信号通路进行分子机理和信号通路的研究，并基于穿心莲内酯逆转5-FU耐药而促进5-FU化疗疗效，设计开展临床试验。探讨5-FU加穿心莲内酯在晚期结直肠癌患者中对5-FU化疗的协同作用及其耐药逆转作用。我们发现联合用药组比单用5-FU治疗组疾病控制率提高30%。该项目不仅为肿瘤耐药的逆转提供了新的理论依据，还为临床上许多以5-FU为基础的肿瘤治疗方案提供新的选择。