一種新型的PI3Kα-mTOR雙抑制劑PI-103的抗腫瘤活性研究.pdf

1、惡性腫瘤嚴(yán)重威脅著人類的健康和生命，其中肺癌是死亡率和發(fā)病率都居于第一位的惡性腫瘤。結(jié)腸癌和原發(fā)性肝癌也是常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率也都居于惡性腫瘤的前列。目前對于惡性腫瘤的治療方法還是傳統(tǒng)的手術(shù)、化療和放療，但由于傳統(tǒng)的腫瘤治療方法無靶向特異性，在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)往往也會導(dǎo)致正常組織的損傷，從而有很強(qiáng)的副作用。隨著腫瘤分子生物學(xué)的發(fā)展，針對惡性腫瘤的分子事件的靶向治療越來越受到人們的重視。靶向治療以及復(fù)合療法將為惡性腫瘤的治療

2、開辟新的治療途徑。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，P13K/Akt/mTOR和Ras/Erk信號通路在腫瘤細(xì)胞生長、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用，阻斷細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)的信號通路能抑制腫瘤細(xì)胞生長甚至促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。PI—103是由加州大學(xué)舊金山分校的研究人員合成的一種PI3Kα/mTOR抑制雙靶點(diǎn)抑制劑， U0126是MEK激酶的抑制劑，兩種抑制劑目前都處于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)階段，還沒有用于臨床腫瘤治療。其中PI—103購自德國Merck公司，U0126購自Sig

3、ma公司。本文研究了PI—103單用以及和MEK抑制劑U0126、化療藥物紫杉醇和多不飽和脂肪酸DHA聯(lián)用在非小細(xì)胞肺癌、肝癌和結(jié)腸癌中的抗癌效果。結(jié)果如下：
　　 1．研究發(fā)現(xiàn)在非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞和H460細(xì)胞中，雙抑制劑PI—103有顯著的抗癌活性。PI—103在PIK3CA基因(該基因編碼P13K蛋白的催化單元p110α)突變的H460細(xì)胞有更明顯的抗腫瘤作用。在A549和H460細(xì)胞中，PI—103和MEK抑制劑U

4、0126聯(lián)用其藥物聯(lián)用指數(shù)CI＜1，表明這兩種藥物有協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞生長抑制的作用。PI—103和U0126協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞生長抑制作用主要是通過阻斷細(xì)胞內(nèi)P13K/Akt/mTOR和Ras/Erk通路，而且PI—103阻斷了因雷帕霉素抑制mTOR而導(dǎo)致的Akt活化。研究發(fā)現(xiàn)PI3K/Akt/mTOR和Ras/Erk通路會共同作用于mTOR激酶。而且發(fā)現(xiàn)PI—103和U0126聯(lián)用能同時(shí)抑制核糖體蛋白s6和真核起始因子4B(eIF4B)的磷酸化

5、，從而抑制翻譯復(fù)合物的組裝和翻譯起始，最終協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞生長抑制，解釋了為什么PI—103和U0126能協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞的生長抑制。
　　 2．在A549細(xì)胞和H460細(xì)胞中，PI—103誘導(dǎo)了G0/G1期細(xì)胞周期停滯，和在A549細(xì)胞中相比，PI—103在H460細(xì)胞中誘導(dǎo)更明顯的細(xì)胞周期停滯。PI—103和U0126聯(lián)用協(xié)同誘導(dǎo)了G0/G1期細(xì)胞周期停滯。PI—103和U0126聯(lián)用協(xié)同誘導(dǎo)的G0/G1期細(xì)胞周期停滯與細(xì)胞內(nèi)G0/

6、G1期相關(guān)周期調(diào)節(jié)蛋白改變有關(guān)，如細(xì)胞周期激酶抑制因子p21和p27上調(diào)，以及細(xì)胞周期蛋白cyclin D1和cyclin El下調(diào)。
　　 3．PI—103不僅在A549和H460細(xì)胞中協(xié)同加強(qiáng)了紫杉醇的細(xì)胞生長抑制作用，而且也協(xié)同加強(qiáng)了紫杉醇誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。PI—103和紫杉醇聯(lián)用誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡與細(xì)胞內(nèi)凋亡蛋白協(xié)同改變有關(guān)，紫杉醇和PI—103聯(lián)用和單用相比，腫瘤抑制因子p53和促凋亡蛋白Bad顯著上調(diào)，抗凋亡蛋白Bcl—2

7、顯著下調(diào)。這些凋亡相關(guān)蛋白的改變誘發(fā)了線粒體凋亡相關(guān)途徑，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。PI—103作為第一種合成的P13Kα/mTOR雙抑制劑，其單用或者與U0126、紫杉醇聯(lián)用都在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞A549和H460中顯示了明顯的抗癌活性。表明了復(fù)合治療是一種有效的腫瘤治療策略。我們的研究為吉非替尼抗性的非小細(xì)胞肺癌提供了一種嶄新的治療方案。
　　 4．同時(shí)我們也研究了PI—103在結(jié)腸癌細(xì)胞系CaCO2和肝癌細(xì)胞系HepG2中的抗癌效果

8、，發(fā)現(xiàn)PI—103單用也能明顯地抑制CaCO2和HepG2細(xì)胞的生長。而且PI—103和U0126聯(lián)用也能協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞生長抑制。在HepG2細(xì)胞中，PI—103和U0126也協(xié)同誘導(dǎo)了G0/G1期細(xì)胞周期停滯。PI—103同樣能協(xié)同加強(qiáng)化療藥物紫杉醇誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡作用。也說明PI—103在結(jié)腸癌和肝癌中，是一種潛在的靶向治療藥物。我們的研究也同樣為結(jié)腸癌和肝癌的臨床治療提供了潛在的治療方案。
　　 5．DHA的抗癌活性與脂質(zhì)過氧

9、化有關(guān)，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物對細(xì)胞有毒性從而抑制腫瘤細(xì)胞生長。另一方面DHA發(fā)生脂質(zhì)過氧化因而減少了膜上DHA的水平，導(dǎo)致膜上磷脂酰絲氨酸減少，抑制了細(xì)胞內(nèi)PI3K/Akt信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長。血清能明顯拮抗DHA的抗癌作用，10％的血清下，DHA反而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長，可能是血清中的生長因子或者牛血清白蛋白阻礙了膜上富集的DHA發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，從而促進(jìn)了細(xì)胞存活通路PI3K/Akt的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。PI—103通過阻斷磷脂酰絲氨酸