發(fā)布時間：2021-07-25 21:53

　　目的采用雙PI3K/mTOR抑制劑BEZ235聯(lián)合放療的方法,評價BEZ235對非小細胞肺癌A549細胞的放射增敏作用。方法分別采用單純放療和BEZ235聯(lián)合放療作用于A549細胞,MTT測定BEZ235對A549細胞的抑制作用,并計算半數(shù)抑制濃度（IC50）;克隆形成實驗評估BEZ235對A549細胞放射敏感性的影響;Western blotting檢測AKT、pAKT蛋白的表達水平。結(jié)果 BEZ235可以劑量依賴性抑制A549細胞的增殖,IC50為1.56μmol·L-1;實驗組細胞存活分數(shù)（SF）顯著低于對照組（P<0.05）;實驗組pAKT蛋白表達水平顯著低于對照組（P<0.05）。結(jié)論 BEZ235可通過抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活,從而抑制非小細胞肺癌A549細胞的增殖,并提高其放射敏感性。 

【文章來源】：腫瘤藥學. 2020,10(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

BEZ235對A549細胞生長的抑制作用

PI3K是一種異二聚體激酶，由p85調(diào)控亞基和p110催化亞基組成，可催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）磷酸化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3），從而激活多種下游效應(yīng)因子[9]。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin,mTOR）是PI3K/AKT/mTOR信號通路中關(guān)鍵的下游分子，其本質(zhì)是一種非典型絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。mTOR在生物體內(nèi)以兩種復合物的形式存在：mTORC1和mTORC2。目前針對mTOR的抑制劑中，第一代mTOR抑制劑可特異性抑制mTORC1，但由于其單靶點的限制，極易產(chǎn)生耐藥性，從而導致在部分腫瘤的臨床治療中未能達到預期療效；第二代mTOR抑制劑為雙靶點或多靶點抑制劑，包括PI3K/mTOR多靶點抑制劑、選擇性mTORC1和mTORC2雙靶點抑制劑、ATP競爭性mTOR激酶，可高度選擇性抑制mTORC1和mTORC2。與第一代mTOR抑制劑相比，第二代mTOR抑制劑因其作用靶點多的特點而具有更大的治療優(yōu)勢。此外，一些天然來源產(chǎn)物如姜黃素、白藜蘆醇、兒茶素等對m TOR也具有抑制作用[10]。放療抵抗是一個多基因、多因子、多機制共同參與的過程，影響放射治療敏感性的主要生物學因素包括：亞致死性損傷和潛在致死性損傷再修復、細胞再增殖、細胞周期再分布及再氧和。此外，腫瘤微環(huán)境也可影響腫瘤細胞對放療的反應(yīng)，如腫瘤組織中的缺氧細胞亦參與了降低射線的照射效應(yīng)[11]。PI3K/AKT/mTOR信號通路可通過增強DNA損傷修復，促進腫瘤細胞對放療的耐受性，這可能是由于其對某些DNA修復蛋白如FANCD2和RNR等的轉(zhuǎn)錄水平具有調(diào)控作用[12]。因此，抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路可恢復腫瘤細胞對放療的敏感性。Chen等[13]發(fā)現(xiàn)，抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路的活化，可抑制DNA雙鏈斷裂的主要修復機制，即同源重組和非同源末端連接，從而實現(xiàn)放射增敏作用。PI3K/AKT/mTOR信號通路還可作用于周期素D依賴蛋白激酶（CDKs），調(diào)節(jié)細胞周期G1/S期的轉(zhuǎn)化，參與腫瘤細胞的增殖，抑制此信號通路可將細胞阻滯于G1期，防止腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化[12]。

放療抵抗是一個多基因、多因子、多機制共同參與的過程，影響放射治療敏感性的主要生物學因素包括：亞致死性損傷和潛在致死性損傷再修復、細胞再增殖、細胞周期再分布及再氧和。此外，腫瘤微環(huán)境也可影響腫瘤細胞對放療的反應(yīng)，如腫瘤組織中的缺氧細胞亦參與了降低射線的照射效應(yīng)[11]。PI3K/AKT/mTOR信號通路可通過增強DNA損傷修復，促進腫瘤細胞對放療的耐受性，這可能是由于其對某些DNA修復蛋白如FANCD2和RNR等的轉(zhuǎn)錄水平具有調(diào)控作用[12]。因此，抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路可恢復腫瘤細胞對放療的敏感性。Chen等[13]發(fā)現(xiàn)，抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路的活化，可抑制DNA雙鏈斷裂的主要修復機制，即同源重組和非同源末端連接，從而實現(xiàn)放射增敏作用。PI3K/AKT/mTOR信號通路還可作用于周期素D依賴蛋白激酶（CDKs），調(diào)節(jié)細胞周期G1/S期的轉(zhuǎn)化，參與腫瘤細胞的增殖，抑制此信號通路可將細胞阻滯于G1期，防止腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化[12]。既往研究證實，mTOR抑制劑無論是單藥或是聯(lián)合用藥，在肺癌中均具有較高的抗腫瘤活性，BEZ235聯(lián)合順鉑可通過抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路和下調(diào)ERCC1表達，增強順鉑耐藥A549細胞對順鉑的敏感性[14]。有研究者將一種新型雙PI3Kα/mTOR抑制劑PI-103作用于兩種格非替尼耐藥的NSCLC細胞系A(chǔ)549和H460，觀察到PI-103具有明顯的抗腫瘤活性[15]。因此，抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活有望在發(fā)生放療抵抗的肺癌中發(fā)揮作用。本研究結(jié)果顯示，BEZ235對肺癌A549細胞的增殖具有抑制作用，但并不能完全殺死NSCLC細胞；在相同作用時間下，放療聯(lián)合BEZ235對A549細胞的增殖抑制作用明顯高于單純放療，其原因可能是BEZ235通過下調(diào)PI3K/AKT/mTOR信號通路中某些關(guān)鍵蛋白的磷酸化水平抑制此信號通路的激活，從而提高A549細胞的放射敏感性。為了驗證這一推測，我們進一步檢測了pAKT蛋白表達水平。AKT是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，可參與觸發(fā)一系列與腫瘤發(fā)展相關(guān)的反應(yīng)，同時也是PI3K下游的關(guān)鍵效應(yīng)蛋白，在PI3K/AKT/mTOR信號通路異常激活的細胞中，pAKT表達水平異常升高[16]。本研究結(jié)果顯示，聯(lián)合組pAKT表達水平顯著低于單純放療組，提示A549細胞放射敏感性的提高與PI3K/AKT/mTOR信號通路被抑制有關(guān)，但聯(lián)合組pAKT表達水平高于單純藥物組。既往研究結(jié)果顯示，放療可激活EGFR信號通路，從而誘導細胞增殖和增強DNA修復，最終導致細胞發(fā)生放療抵抗[17]，而EGFR信號通路的激活最終也可導致PI3K/AKT/mTOR信號通路的活化[18]。本研究為避免放療聯(lián)合藥物治療導致細胞大量死亡，因此選用濃度為0.2μmol·L-1的BEZ235，該濃度對A549細胞的增殖抑制率約為20%，但其是否為最佳放射增敏濃度仍有待進一步研究探索。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]非小細胞肺癌放療抵抗研究進展[J]. 宋帥,赫麗杰,韓彧佳,袁輝,馬怡,鄭爽.  現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學. 2019(19)
[2]mTORC1 inhibitor RAD001（everolimus）enhances non-small cell lung cancer cell radiosensitivity in vitro via suppressing epithelial-mesenchymal transition[J]. Yu Chen,Wen-wen LI,Ping Peng,Wei-heng Zhao,Yi-jun Tian,Yu Huang,Shu Xia,Yuan Chen.  Acta Pharmacologica Sinica. 2019(08)



本文編號：3302848