MARK2在骨肉瘤肿瘤干细胞化疗耐药中的作用及分子机制研究

Drug resistance is the important reason for the failure of therapy for osteosarcoma. We previously found that CD133+ osteosarcoma CSCs displayed drug resistance, which could be reversed targeting MDR1 through NF-κB pathway. But the upstream mechanism in osteosarcoma is still unclear. MARK2 was recently found had close relationship with NF-κB pathway, and played an important role in DNA damage repair and cell cycle, the relationship between MARK2 and drug resistance of osteosarcoma is still unknown. We intend to study the role of MARK2 in chemoresistance of osteosarcoma and its relationship with NF-κB pathway in osteosarcoam stem cells, and to study the oncogenicity and drug resistance in tumor-bearing mice targeting MARK2, for the purpose of finding a new method to reverse the chemoresistance in osteosarcoma therapy.

化疗耐药可导致骨肉瘤治疗失败，逆转化疗耐药对骨肉瘤治疗具有重要意义。本课题组前期研究发现CD133+骨肉瘤干细胞具有显著化疗耐药性，改变NF-κB信号通路可影响MDR1的表达，进而降低其化疗耐药，但该机制的上游靶点尚不清楚。最新研究发现微管亲和调节激酶2（MARK2）与NF-κB通路呈负相关，在DNA损伤修复和细胞周期激活中发挥重要作用，我们已发现顺铂刺激可引起骨肉瘤MG63细胞系中MARK2在 mRNA水平的显著升高，但MARK2在骨肉瘤化疗耐药中的作用及其具体机制尚不明了。本课题研究MARK2在骨肉瘤肿瘤干细胞化疗耐药中的作用，探讨其与NF-κB通路的关系，并通过体内实验验证干预MARK2后骨肉瘤细胞致瘤性及耐药性的变化，为逆转骨肉瘤化疗耐药提供新的思路。

骨肉瘤是儿童和青少年中最常见的骨原发恶性肿瘤，严重危害青少年患者的身体健康。化疗耐药是骨肉瘤治疗和预后的主要临床挑战。微管亲和调节激酶 2（MARK2）是 MARK 家族成员之一，是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在神经分化、神经变性、细胞极化、细胞内转运和细胞迁移等方面发挥重要作用。近年来的研究发现，MARK2 与肿瘤的恶性生物学行为和耐药性密切相关。然而，MARK2 在骨肉瘤顺铂耐药中的作用及机制尚不清楚。本研究旨在探讨 MARK2在骨肉瘤顺铂耐药中的作用和分子机制。我们首先通过公开数据库分析、免疫组化和免疫印迹蛋白检测发现在骨肉瘤组织和细胞系中MARK2高表达，而且MARK2 高表达与骨肉瘤化疗耐药和不良预后相关。接下来通过体内、外实验发现 MARK2 促进骨肉瘤顺铂耐药。进一步机制实验分析MARK2一方面可以通过部分激活 PI3K/AKT/NF-κB 信号通路促进化疗药物外排和抑制细胞凋亡，从而促进骨肉瘤细胞的顺铂耐药，另一外面通过 激活PI3K /Akt / mTOR 信号促进DNA损伤修复从而促进了CD133 + 骨肉瘤干细胞顺铂耐药。提示抑制 MARK2 或者 PI3K抑制剂可能是逆转骨肉瘤患者顺铂耐药的有效策略，从而为骨肉瘤靶向治疗，逆转化疗耐药提供新的方向。