高血糖通过ROS/JNK通路激活Beclin-1介导的自噬对宫颈癌顺铂敏感性的调控

Cisplatin is the most active agent in the comprehensive treatment of cervical cancer. Unfortunately, the development of cisplatin resistance ensuing chemotherapy, which causes considerable impact on patient prognosis, has been proved as a remarkable obstacle in clinical practice. A potential correlation between hyperglycemia and the reduction of cytotoxicity of cisplatin among cervical cancer patients has been reported in our previous study. However, the fundamental mechanisms underlying the negative effect of hyperglycemia remain ambiguous. In vitro study of cervical cancer cells we found that excessive glucose could impair the cytotoxicity of cisplatin and result in the up-regulated levels of Beclin-1 and phosphorylated C-jun N-terminal Kinase (p-JNK). Exerting a cytoprotective function, autophagy preverses cells from various stressful scenarios. As a stress trigger, hyperglycemia induces oxidative stress via the ROS/JNK pathway. In view of the above-mentioned evidence, we hypothesized that hyperglycemia could initiate autophage via the activation of the ROS/JNK pathway thereby blunting the sensitivity of cisplatin in cervical cancer cells. The purpose of our work is to investigate whether hyperglycemia advocates cisplatin resistance in cervical cancer cells by activating autophagy via the ROS/JNK pathway. In order to verify our hypothesis in vitro, we would employ intracellular ROS detecting kits, RNA interference, JNK inhibitor and transmission electron microscopy, etc. This study might highlight a novel means of combat cisplatin resistance in cervical cancer.

顺铂是宫颈癌治疗中最有效的单药。肿瘤对顺铂耐药严重影响宫颈癌患者的预后。我们在临床研究中发现高血糖可降低宫颈癌对顺铂的敏感性。但是，其机制尚不明确。在预实验中，我们观察到高糖可降低顺铂对宫颈癌的细胞毒性作用，同时胞内Beclin-1蛋白和磷酸化JNK激酶表达量增加。Beclin-1介导的自噬是细胞在应激时启动的自我保护机制，而高糖可通过ROS/JNK通路导致氧化应激。基于这些证据，我们提出：高糖可在宫颈癌细胞内通过激活ROS/JNK通路启动Beclin-1介导的自噬，由此导致顺铂耐药。本项目拟在细胞模型中，采用ROS检测、RNA干扰、JNK激酶抑制剂、透射电镜等工具，旨在阐明高糖环境中ROS/JNK通路介导激活Beclin-1依赖的自噬对宫颈癌顺铂敏感性的调控机制，为寻找逆转宫颈癌顺铂耐药的新方法提供科学依据。

解决顺铂耐药问题是改善宫颈癌患者预后的重要手段。我们在临床研究中发现高血糖可降低宫颈癌对顺铂的敏感性。本研究旨在揭示这一重要现象背后的机制。我们发现：①高糖培养基可增加HeLa、CaSKi的顺铂耐药性；②高糖培养基可上调HeLa细胞Beclin-1 mRNA和蛋白表达量，使用RNA干扰下调Beclin-1表达可逆转高糖处理时HeLa、CaSKi对顺铂的耐药性；③DCFH-DA染色提示高糖环境中ROS产生量增加，使用ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）后，高糖诱导Beclin-1表达上调可被逆转，且HeLa、CaSKi对顺铂的耐药性降低；④JNK是ROS可激活的重要下游因子，高糖环境中pJNK表达水平增加，而使用NAC可逆转这一现象，使用JNK阻滞剂（SP600125）后，Beclin-1表达量下调且HeLa、CaSKi对顺铂的耐药性降低。上述发现证实了我们提出的三个科学问题：①Beclin-1 介导的自噬在高糖诱导宫颈癌细胞对顺铂产生耐药的过程中发挥了关键作用；②高糖可通过ROS/JNK通路启动Beclin-1介导的自噬；③ROS/JNK 通路介导激活Beclin-1依赖的自噬在高糖环境中对宫颈癌细胞的顺铂敏感性进行了调控。由此，我们提出的科学假说也得以证实，即高糖可在宫颈癌细胞内通过激活ROS/JNK通路启动Beclin-1介导的自噬，从而导致顺铂耐药。在进一步的临床研究中，我们发现：①接受新辅助化疗（NACT）的局部晚期宫颈癌患者，NACT前空腹血糖≥5.1mmol/L可预测新辅助化疗疗效不佳，且是提示复发和死亡风险增加的独立因素；②联合NACT前空腹血糖和传统预后因子鳞状细胞癌抗原（SCCA）可甄别出一组预后极差的极高危患者（空腹血糖≥5.1mmol/L且SCCA≥6.2ng/ml）。③对于合并糖尿病的宫颈癌患者，手术前血糖控制不佳是提示肿瘤复发风险和死亡风险增加的独立指标。因此，我们初步证实ROS/JNK 通路介导激活Beclin-1依赖的自噬在高糖诱导宫颈癌对顺铂产生耐药的过程中发挥了重要作用；无论新辅助化疗还是手术前的血糖水平对于宫颈癌患者的近期和远期的预后均有重要影响。本研究为ROS/JNK 通路和Beclin-1介导的自噬作为改善宫颈癌疗效的新靶点提供了科学依据，也为改变临床实践—将血糖干预作为改善顺铂效果的新方法纳入宫颈癌的治疗提供了证据。