微管结合药物破坏微管的作用机制研究：JNK激酶信号通路介导的微管破坏

微管结合药物（MBDs）是一大类重要的抗肿瘤药物（包括微管稳定剂和微管解聚剂），尽管针对MBDs做了许多基础和临床研究，但其生物学效应及分子机制还有待于进一步明晰，尤其是微管动力平衡受到干扰以前发生的事件及其分子机制尚不十分明确。MBDs可通过对微管的破坏效应达到抗血管形成作用，已进入二期临床的微管解聚剂Combretastatin就是通过其微管解聚效应导致新生的肿瘤血管受到破坏。我们已有的研究提示：微管解聚剂XRP44X具有抑制血管新生和形成的作用，并且其介导的微管解聚效应受到早期活化的JNK激酶的影响，而微管稳定剂紫杉醇介导的微管稳定则与JNK无关。因此，本项目拟以XRP44X和Combretastatin为微管解聚剂代表，进一步研究JNK参与解聚微管的分子机制，试图揭示微管解聚事件发生以前的JNK/MAP信号传导通路，并探讨其对微管解聚剂抗肿瘤血管形成的意义。

微管是细胞骨架的重要组成部分，在有丝分裂中，通过解聚、重组形成纺锤体微管，参与染色体的定位和移动，对细胞的增殖十分重要。相对于正常细胞，肿瘤细胞增殖旺盛，因此以破坏微管稳态，达到干扰微管形成正常纺锤体形态，阻滞细胞有丝分裂，从而抑制肿瘤的增殖为目的研发抗肿瘤药物已成为一个研究热点。目前已针对MBDs做了许多基础和临床试验研究，其中MAPK信号通路对细胞骨架的调控机制越来越受到关注。有研究显示MAPK三大主要成员ERK、p38及JNK可通过结合微管相关蛋白（MAP）来调控微管的行为。鉴于此，我们推测在MBDs破坏微管稳态的过程中，MAPK信号通路可能发挥着重要作用。因此，本项目拟以XRP44X和Combretastatin A4（CA-4）为微管解聚剂代表，研究MAPK信号通路在MBDs解聚微管过程中的作用，挖掘其作用于微管的效应分子，并探讨其效应分子是否具有一定的普遍性。. 本研究发现：XRP44X和CA-4在不同分子表型的乳腺癌细胞（MCF-7、MDA-MB-231、SKBR-3）中均可产生细胞毒性作用，XRP44X对乳腺癌细胞和正常细胞的IC50相近，对乳腺癌细胞的选择性作用不明显；而CA-4对乳腺癌细胞具有相近的IC50，而对正常细胞则有相对较高的IC50，说明CA-4对乳腺癌细胞具有选择性作用。经药物处理后，这些乳腺癌细胞微管骨架解聚、细胞凋亡，细胞周期停滞在G2/M期，可使ERK、p38以及JNK磷酸化，其磷酸化强度一定范围内呈药物浓度依赖性。在分别采用p38/JNK/ERK的特异性化学抑制剂预处理后，XRP44X和CA-4诱导的微管解聚仅在使用JNK抑制剂后可得到明显的减弱。Western Blot检测也发现多聚化微管蛋白所占的比例较使用抑制剂前有明显的回升。此外，JNK抑制剂预处理后XRP44X和CA-4药物诱导的MCF-7、MDA-MB-231、SKBR-3细胞停滞在G2/M期的细胞也明显减少。说明：JNK蛋白的活化可能在微管解聚药物干扰微管平衡的过程中起着关键作用，这一机制的阐明有助于寻求早期联合用药的新策略从而增强和迅速达成MBDs的抗肿瘤效应，同时又可为降低药物使用剂量，降低毒副反应提供指导和依据，为临床制定MBDs化疗方案提供一定的理论基础。