【摘要】：第一部分膠質(zhì)瘤干細胞通過自噬誘導(dǎo)貝伐單抗耐藥的機制及其逆轉(zhuǎn)研究膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastomamultiforme,GBM)是最常見,也是人類生存預(yù)后最差的原發(fā)性惡性腦腫瘤。手術(shù)切除,術(shù)后替莫唑胺(temozolomide,TMZ)聯(lián)合同步放療再加以輔助化療已成為臨床上普遍采取的新診斷GBM的標準治療方案。然而,即便經(jīng)積極治療后,GBM患者中位生存期僅為14.6個月,成人高級別膠質(zhì)瘤的1年及5年生存率分別約30%和13%。貝伐單抗(bevacizumab)是一種重組人源性靶向VEGFA的單克隆中和性抗體,于2009年被批準用復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細胞瘤。臨床研究顯示,貝伐單抗的使用盡管延長了無進展生存期,但對于GBM患者總生存期并無顯著提高。本課題組前期已研究了膠質(zhì)瘤血管擬態(tài)(vascular mimicry)的特征及形成機制,發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤干細胞具有形成血管擬態(tài)的能力,并且VEGFR2在膠質(zhì)瘤干細胞形成血管擬態(tài)的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前,血管擬態(tài)對于針對靶向VEGF的抗血管生成治療策略(如貝伐單抗)缺乏反應(yīng)。前期實驗也顯示,在沒有VEGF的環(huán)境中,膠質(zhì)瘤干細胞依然可以形成血管擬態(tài)。自噬(autophagy)是細胞一種進化保守的生物學(xué)過程,細胞可以通過自噬過程將細胞質(zhì)和細胞器等組分包裹到自噬體(autophagosome)中,然后自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體(autolysosome)降解其內(nèi)所包裹的物質(zhì)。已有研究表明,缺氧誘導(dǎo)的自噬促進了腫瘤細胞在抗血管生成治療中的生存,而且抗血管生成藥物可以通過HIF1α促進腫瘤干細胞的富集。腫瘤的抗血管生成治療(如貝伐單抗)治療效果不佳的因素包括很多,其中血管旁路形成便是其中重要的原因。血管擬態(tài)的主要形成細胞是腫瘤細胞,其結(jié)構(gòu)特點決定了其對抗血管治療的不敏感性。加之應(yīng)用抗血管生成藥物后,腫瘤內(nèi)血管數(shù)量減少,血供不足,造成缺氧、乳酸增多等應(yīng)激條件,可觸發(fā)腫瘤細胞的自噬活性。自噬和血管擬態(tài)的已有研究可見,自噬和血管擬態(tài)在形成條件和機制上有很多相似之處。提示,自噬可能參與了腫瘤血管擬態(tài)的形成,進而導(dǎo)致膠質(zhì)瘤貝伐單抗抗血管生成治療策略效果不佳的結(jié)果�；钚匝踝�(Reactive oxygen species,ROS)是一組來源于氧分子的異質(zhì)性的具有高度活性的離子或分子衍生物。越來越多的證據(jù)表明ROS的作用是復(fù)雜和矛盾的,尤其是ROS參與了對維持細胞穩(wěn)態(tài)非常重要的生物學(xué)過程。已有相關(guān)研究顯示ROS在VEGF-VEGFR通路中發(fā)揮調(diào)控作用。自噬可通過PI3K/AKT與ROS發(fā)生關(guān)聯(lián)。本部分主要內(nèi)容和擬討論的問題包括:(1)探究自噬在膠質(zhì)瘤貝伐單抗抗血管生成治療中的作用;(2)探究膠質(zhì)瘤干細胞通過自噬誘導(dǎo)貝伐單抗耐藥的機制。結(jié)果:1.聯(lián)合使用氯喹可改善貝伐單抗對膠質(zhì)母細胞瘤干細胞移植小鼠的治療效果;2.自噬通過ROS-PI3K/AKT通路活化膠質(zhì)瘤干細胞的VEGFR-2。結(jié)論:本部分研究闡明了膠質(zhì)瘤干細胞內(nèi)自噬、ROS、PI3K/AKT與VEGFR-2磷酸化活化幾者之間的關(guān)系,闡明膠質(zhì)瘤干細胞通過自噬活化VEGFR-2的分子機制。從而證實血管擬態(tài)這一血管旁路是膠質(zhì)瘤患者使用貝伐單抗的抗血管治療效果不佳的重要原因,為腫瘤病人開展個體化抗血管治療提供理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。第二部分炎癥小體-IL-1β通路在膠質(zhì)瘤替莫唑胺耐藥中的作用及機制研究腫瘤耐藥已成為腫瘤化療藥物效果不佳甚至失敗的主要原因,其產(chǎn)生機制復(fù)雜,涉及多種因素的共同作用。因此,腫瘤耐藥機制研究應(yīng)從多途徑、多環(huán)節(jié)、多層次及多靶點上進行考慮,這樣才能提高腫瘤化療藥物的治療效率。替莫唑胺,一種咪唑類衍生物,作為第二代烷化劑在1999年被FDA批準用于復(fù)發(fā)性GBM,并在2005年推廣用于新診斷GBM的一線化療藥物。同步放療及聯(lián)合輔助化療可以使GBM患者中位生存時間由12.1個月延長到14.6個月,兩年生存率由10.4%提高到26.5%。然而,55%的GBM患者因O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(06-methylguanine DNA methyl-transferase,MGMT)的高表達并未從替莫唑胺化療中受益。由于GBM本身分子特征的多樣性、異質(zhì)性、和復(fù)雜性,關(guān)于替莫唑胺治療抵抗的機制研究以及相應(yīng)的治療策略仍有待進一步探究。炎癥小體是一種可以活化caspase-1的多蛋白復(fù)合體。炎癥小體的活化使這些細胞分泌釋放成熟IL-1β和IL-18到胞外,進而發(fā)揮相應(yīng)生物學(xué)功能。炎癥小體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用已有相關(guān)報道。研究顯示,IL-1β能直接驅(qū)動胃癌、乳腺癌的發(fā)生或免疫監(jiān)視機制從而促進腫瘤進展。炎癥小體促進黑色素瘤和肺癌腫瘤血管生成,以及在乳腺癌、前列腺癌、非小細胞肺癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用也有報道。就GBM而論,目前一線化療藥物替莫唑胺通過其烷化作用,使腫瘤細胞的DNA出現(xiàn)錯配修復(fù)反應(yīng),進而導(dǎo)致膠質(zhì)瘤細胞凋亡。這種反應(yīng)對膠質(zhì)瘤細胞來講,是一種很大的應(yīng)激,故很有可能激活膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)炎癥小體通路,使其分泌IL-1β,再通過分泌出的IL-1β激活下游信號通路,發(fā)揮一定的生物學(xué)功能。結(jié)合我們課題組之前的基因芯片結(jié)果,膠質(zhì)瘤干細胞相對于非干細胞高表達分泌IL-1β,我們推測NLRP3炎癥小體-IL-1β通路可能是膠質(zhì)瘤替莫唑胺治療抵抗的機制之一。本部分主要內(nèi)容和擬討論的問題包括:(1)探究替莫唑胺處理對膠質(zhì)瘤細胞NLRP3炎癥小體-IL-1β通路的影響,及此通路在膠質(zhì)瘤替莫唑胺治療抵抗中的作用;(2)研究IL-1β通過下游何種通路機制發(fā)揮生物學(xué)功能。結(jié)果:1.替莫唑胺能活化膠質(zhì)瘤細胞內(nèi)NLRP3炎癥小體通路,膠質(zhì)瘤細胞分泌IL-1β增多;2. IL-1β中和抗體阻斷IL-1β通路提高瘤細胞對替莫唑胺治療的敏感性;3.阻斷IL-1β通路降低替莫唑胺處理后膠質(zhì)瘤細胞MGMT的表達,干性以及IL-6的表達。結(jié)論:本部分內(nèi)容初步闡明了 NLRP3炎癥小體-IL-1β通路介導(dǎo)膠質(zhì)瘤替莫唑胺耐藥的作用及機制,認識到其在膠質(zhì)瘤耐藥中的重要意義,為針對這一通路的膠質(zhì)瘤治療策略提供基礎(chǔ)理論和實驗依據(jù)。
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【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R739.4

【參考文獻】

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1 ;Molecular regulation of vasculogenic mimicry in tumors and potential tumor-target therapy[J];World Journal of Gastrointestinal Surgery;2010年04期

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本文編號：2366133