自噬与乳腺癌对表阿霉素耐药及其分子机制的实验研究

Epirubicin (EPI) is one of the most effective drugs against breast cancer, while the acquired resistance of cancer cells to EPI is becoming a major obstacle for successful cancer therapy. Although some progress has been made in EPI-resistance, it is still not very clear. Macroautophagy (here referred to as autophagy), an evolutionarily conserved lysosome-dependent cellular catabolic degradation, may protect cells from death or lead to autophagic cell death, under different conditions. Recently, it was suggested, according to the results of a series of studies, that autophagy might be a potential mechnism of anti-cancer drug resistance. However, the relationship between autophagy and drug resistance has yet to be defined. Ambra1 is a prompting factor of autophagy. The expression level and subcellular location of Ambra1 will determin the fate of cell. It might have a role in the development of EPI-resistance, which needs study to confirm. On the basis of our previous study, the relationship and molecular mechnism between autophagy and EPI-resistance will be continued to study in diverse induced EPI-resistant cell lines, in this project. The study will be helpful to further understand the mechnism of EPI anti-cancer and resistance. And it might provide a new strategies for us to enhance the sensitivity of breast cancer to EPI.

表阿霉素是乳腺癌的基本化疗药物，但肿瘤细胞对其产生的继发性耐药严重影响临床疗效和患者预后。关于表阿霉素耐药机制的研究已取得某些进展，但远未清晰。自噬是一种真核细胞蛋白降解机制，在不同的条件下，既有细胞保护作用，又可以导致细胞发生自噬性死亡。最近研究结果提示，自噬可能是一种潜在的化疗耐药机制，但关于此方面研究报道较少，尤其通过耐药细胞直接的研究更少。Ambra1是一种促自噬因子，其在细胞内表达水平及亚细胞定位的改变是决定细胞进入自噬或凋亡的重要因素，可能在化疗耐药中具有一定作用。本项目将在我们前期研究的基础上，通过诱导的多个对表阿霉素耐药的细胞株，深入的研究自噬与表阿霉素耐药之间的关系；并通过检测细胞内Ambra1表达及亚细胞定位的变化，揭示自噬参与乳腺癌对表阿霉素耐药发生的分子机制。通过本项目研究有助于进一步理解表阿霉素作用机理和耐药机制，为制定增强肿瘤对表阿霉素敏感性新策略提供理论依据。

表阿霉素（Epirubicin, EPI）是乳腺癌化疗最有效药物之一，但乳腺癌细胞对其产生的获得性耐药，影响了患者的治疗效果和预后。化疗药物耐药机制复杂，虽已取得很大进展，仍未完全阐明。自噬（Autophagy）是一种真核细胞蛋白降解机制，在不同的条件下，既有细胞保护作用，又可以导致细胞发生自噬性死亡。最近研究发现，作为一种细胞保护机制，自噬能够促使乳腺癌细胞对多种化疗药物耐药。但，自噬参与化疗耐药的机制尚需进一步研究。Ambra1 （Autophagy/Beclin 1 regulator 1，Ambra1）是一种促自噬因子，同时参与凋亡发生的调控，其在细胞内表达水平及亚细胞定位的改变是决定细胞进入自噬或凋亡的重要因素，可能在化疗药物耐药的发生中具有一定作用。但，目前关于Ambra1在乳腺癌发生、发展及治疗中作用的研究相对较少。尤其，缺乏其参与乳腺癌化疗耐药的直接证据。我们的研究发现：（1）表阿霉素能够诱导乳腺癌MCF-7、SK-Br-3和MDA-MB-231细胞发生自噬，而且诱导的自噬对细胞是一种保护机制；（2）虽然MCF-7、SK-Br-3和MDA-MB-231细胞内Ambra1在表阿霉素处理后发生了caspases和calpain依赖性的降解，但在表阿霉素处理前敲除Ambra1后，不但抑制了表阿霉素诱导的自噬，而且增加了细胞的凋亡率；而上调Ambra1的表达，则促使了表阿霉素诱导细胞发生的自噬，同时降低了细胞的凋亡率；（3）与亲本细胞相比，诱导的对表阿霉素耐药的MCF-7er、SK-Br-3er和MDA-MB-231er细胞获得了更高的发生自噬能力，阻断自噬发生后能够提高耐药细胞对表阿霉素的敏感性；（4）耐药细胞中Ambra1的表达明显高于亲本细胞；而在敲除Ambra1后，不但抑制了耐药细胞的自噬，也部分恢复了细胞对表阿霉素的敏感性。因此，耐药细胞中Ambra1的高表达，导致细胞更易于发生保护性的自噬，从而对化疗药物产生了耐药性。通过本项目研究有助于进一步理解表阿霉素作用机理和耐药机制，为制定增强肿瘤对表阿霉素敏感性新策略提供理论依据。此外，本研究结果也提示Ambra1可能是乳腺癌一个潜在的治疗靶点。