靶向抑制GSK3β消除ZAP高表达的肌层浸润性膀胱癌细胞对溶瘤病毒M1抵抗性的作用及其机制

Muscle-invasive bladder cancer(MIBC) tends to relapse and metastasis, which lacks effective therapeutic approach. The long-term prognosis lags during the past decades. Our study found that a novel oncolytic virus M1 selectively kills MIBC cells with anti-viral protein ZAP deletion (2018, Cell Death & Disease). However, in ZAP overexpressed tumor cells, the M1 virus is easily degradation by ZAP, thus, effective strategies are necessary to eliminate the resistance in these ZAP overexpressed cells. Our preliminary study revealed GSK3β inhibitor, which was screened through small molecule compound library, could significantly enhance the oncolytic effect of M1 virus on the median and low sensitivity bladder cancer. Next, we will explore how GSK3β inhibitors and M1 act synergistically inhibit ZAP activity by acting on different phosphorylation sites of GSK3β. Furthermore, we will confirm the synergistic antitumor effect in patient-derived xenografts model. At last, we will explore the potency to predict synergistic effects based on the expression of ZAP and GSK3β. The completion of this project is expected to provide a new therapeutic approach for the clinical treatment MIBC and will also provide a theoretical basis for the combination usage of GSK3β inhibitors and oncolytic virus M1.

肌层浸润性膀胱癌（MIBC）是膀胱癌中缺乏有效药物且易复发转移的一类，其预后长期无明显改善。申请者前期研究发现一种新型溶瘤病毒M1，选择性杀伤抗病毒蛋白ZAP缺失的MIBC细胞（Cell Death & Disease, 2018）。然而，在ZAP高表达的MIBC中，M1病毒易被ZAP清除，故需要寻找有效策略消除其抵抗性。基于以上研究，本项目通过小分子化合物筛选发现GSK3β抑制剂能显著增强M1病毒对中低敏膀胱癌的溶瘤效应。下一步拟探索GSK3β抑制剂和M1如何通过作用于GSK3β的不同磷酸化位点协同发挥抑制ZAP活性的作用，并将在临床标本构建的动物模型上确证GSK3β抑制剂和M1病毒的协同杀伤作用，以及探索ZAP和GSK3β表达水平预测增效效应的潜力。本项目的完成，有望为临床治疗MIBC提供一种新的治疗方式，也将为GSK3β抑制剂和溶瘤病毒M1的联合应用提供理论依据。

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤，长期以来疗效无显著改善。申请者前期研究发现一种溶瘤病毒M1，选择性杀伤抗病毒蛋白ZAP缺失的膀胱癌细胞（Cell Death & Disease, 2018）。然而，在ZAP高表达的膀胱癌细胞中，M1病毒易被ZAP清除，故需要寻找有效策略消除其抵抗性。基于以上研究，本项目通过小分子化合物筛选并验证了GSK3β抑制剂能显著增强M1病毒对ZAP高表达膀胱癌的溶瘤效应。本研究主要完成了：M1协同增效效应小分子化合物联用的筛选和鉴定，GSK3β通路抑制剂作为M1病毒的增效剂增效效应和安全性研究，GSK3β通路抑制剂增效M1病毒溶瘤效应的机制探索，联合增效的体内研究与GSK3β抑制剂作为M1病毒溶瘤效应增效剂的应用潜力研究。本项目达到了预期目标：通过高通量小分子化合物库筛选及磷酸化组学分析，鉴定出GSK3β抑制剂作为M1病毒治疗膀胱癌的特异性增效剂，并具有良好安全性。在增效机制方面，证明M1增加GSK3β 的Tyr216位点磷酸化，抑制该位点磷酸化可失活ZAP，通过抑制抗病毒因子CCDC6基因的表达，从而恢复抗性肿瘤细胞对M1病毒的敏感性。通过动物实验我们验证了联合用药的有效性，并通过数据库分析验证了GSK3β抑制剂增效M1溶瘤效应的临床运用潜能。在本项目基金支持下，共发表三篇学术论文，其中包括两篇SCI论文，一篇英文论文（附件1-3），培养博士研究生2名，硕士研究生2名（附件4-7），参与国际交流（附件8-9）。本项目的完成，有望为临床治疗MIBC提供一种新的治疗方式，也将为GSK3β 抑制剂和溶瘤病毒M1的联合应用提供理论依据。