GPxs对非小细胞肺癌铂类化疗药物耐药影响的研究

High incidence of platin chemoresistance has seriously limited the progression of chemotherapy in lung cancer,and the mechanism underlying is still unclear.We had verified that their was difference in the exppression of coding genes of GPxs family due to methylation modification in cacinomas. GPx3,one member of GPxs family,is a outstanding biological marker for predicting platin chemoresistance and prognosis of HNC precisely.Meanwhile,GPx1,another member of GPxs family,funtioanlly induce platin chemoresistance .Oppositely, We further found that over expression of GPx3 positively related to paltin chemoresistance. However,the way of epigenetic regulation of GPxs family and the mechanism of signal pathway mediating platin chemoresistance is still unclear in NSCLC.Therefore,we plan to conduct this study to determine the rule of the expression and epigenetic regulation of the whole GPxs family,the relationship between the expression and methylation of coding gene of GPxs and paltin chemoresistance as well as specific molecular mechanism mediating platin chemoresistance in NSCLC via applying different biologiacal tethnologies including methylation detection,gene interference and nude mouse tumorigenesis on clinic samples and cell lines,to explore the biomaker for predicting platin resistance and the way for restoring platin resistance.

肺癌对铂类化疗药物的高耐药性严重制约肺癌临床治疗的发展，但其机制目前尚不清楚。本研究项目前期研究已证实GPxs抗过氧化物酶家族在恶性肿瘤中存在表达差异并受甲基化修饰调节。其家族成员GPx3编码基因甲基化能准确预测头颈部癌患者对铂类化疗药物耐药趋势和预后，而另一家族成员GPx1则功能上介导头颈部癌对铂类耐药。相反，GPx3高表达与非小细胞肺癌对铂类化疗药物耐药呈正相关。但GPxs家族在非小细胞肺癌表观遗传学调节方式和介导非小细胞肺癌对铂类化疗药物耐药的机制和信号通道尚不清楚。本项目拟通过临床标本、细胞株两个层面，结合甲基化检测、基因干扰、裸鼠成瘤实验等手段进一步明确整个GPxs家族在非小细胞肺癌表达规律和其编码基因甲基化情况，其与临床患者铂类化疗药物耐药的关系，以及介导非小细胞肺癌耐药的具体分子机制，为探索临床预测非小细胞肺癌铂类耐药的生物标志物和逆转铂类耐药性打下基础。

背景：本研究组前期研究已证实GPxs家族成员GPx3编码基因甲基化能准确预测临床头颈部癌患者对铂类化疗药物耐药趋势和预后。鉴于肺癌具有更高耐药的发生率，本研究组预实验发现，在非小细胞肺癌中GPxs家族成员的表达同样存在差异，其错乱表达与非小细胞肺癌对铂类化疗药物耐药高度相关。但GPxs家族在非小细胞肺癌表观遗传学调节方式和介导非小细胞肺癌对铂类化疗药物耐药的信号通道机制尚不清楚。研究内容：拟通过实验进一步明确整个GPxs家族在非小细胞肺癌表达规律和其编码基因甲基化情况，其基因表达与铂类化疗药物耐药的关系，介导非小细胞肺癌耐药的具体信号通道，以及寻找通过调节GPxs逆转肺癌耐药的分子方法。结果和数据：通过在9株非小细胞肺癌细胞对6个GPxs家族成员进行筛查，发现GPx1与铂类化疗药物耐药高度相关，在耐药细胞株中呈高表达，在敏感细胞株中为低表达，余GPxs家族成员未见相关规律，基因检测未发现启动子甲基化。提示在肺癌中GPx1对铂类化疗药物耐药起作用。利用RNAi抑制耐药细胞株中GPx1表达能明显增强其对顺铂敏感性，在敏感细胞株过度表达GPx1导致对顺铂明显耐药。进一步检测发现，经过基因干扰GPx1后，在顺铂作用下癌细胞内活性氧化物ROS随之发生改变，并介导pTEN-AKT信号通道状态发生改变，最终引起癌细胞对顺铂耐药性的变化。我们研究还发现，GPx1在肺癌中不是受基因启动子甲基化调节，而是受NF-κB核因子调节，NF-κB核因子靶向抑制小分子BAY 11-7082能显著抑制耐药肺癌细胞GPx1的表达，继而调节ROS-pTEN-AKT轴通道，有效抑制肺癌细胞对顺铂的耐药性，同时我们还发现GPx1能介导食管癌的侵袭转移。科学意义：该研究揭示了GPx1在肿瘤的侵袭转移和耐药特性方面扮演重要角色。在GPxs家族中筛查出GPx1对肺癌细胞的铂类化疗药物耐药性起重要作用，同时揭示了GPx1导致顺铂耐药的分子机制，并寻找出调节GPx1表达逆转肺癌细胞对顺铂耐药的小分子手段。研究成果于2015年在第20届世界肿瘤大会做汇报交流，并分别在 《Int J Clin Exp Med》和《Int J Clin Exp Pathol》发表论文两篇。项目成果为临床改善肺癌对铂类化疗药物耐药提供坚实理论基础。