【摘要】：急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是一種異質(zhì)性的血液系統(tǒng)惡性疾病,其特征是骨髓內(nèi)髓系血細胞前體細胞(或非成熟細胞)快速增長。AML包含多種不同的亞型,每種亞型的治療敏感性和預后各不相同。2018年美國預計將有19,520個新診斷的AML患者,同時預計有10,670人將死于這種疾病。盡管治療手段逐漸進步,但AML患者的整體存活率仍然很低(其5年存活率在成人中為25%,在兒童中為65%)。對一線化療(主要為阿糖胞苷及蒽環(huán)霉素如柔紅霉素)耐藥仍是治療失敗的主要原因,因此急需新的有效藥物來治療AML。大多數(shù)AML患者在治療過程的某個階段均會對化療藥物產(chǎn)生耐藥性,并最終死于該疾病。因此,阻止化療耐藥性的形成或增強化療敏感性,以達到更高的治愈率并降低其毒副作用至關(guān)重要。Bcl-2家族基因編碼超過20種蛋白調(diào)控內(nèi)源性細胞凋亡途徑,這些蛋白是細胞在存活和死亡之間保持平衡的基礎。有報道顯示,過表達抗凋亡Bcl-2家族蛋白(Bcl-2、Bcl-x L和Mcl-1等)可以導致AML對化療耐藥及不良預后�？沟蛲鯞cl-2家族成員如Bcl-2、Bcl-x L和Mcl-1通過結(jié)合促凋亡“BH3-only”蛋白如Bim,阻止促凋亡蛋白Bax及Bak的活化,從而阻止線粒體外周膜透化作用和細胞色素C的釋放,最終阻止細胞凋亡的發(fā)生。因此,抑制抗凋亡Bcl-2家族成員有希望成為治療AML的有效途徑。然而,盡管Bcl-2家族蛋白抑制劑在腫瘤治療中充滿前景,但是抑制Bcl-x L卻可導致血小板死亡和隨后的血小板減少癥。最近研發(fā)的小分子化合物ABT-199(Venetoclax)是首個Bcl-2的選擇性抑制劑,與傳統(tǒng)的Bcl-2抑制劑ABT-263相比,ABT-199可以大幅減少體內(nèi)及體外對血小板的抑制作用,使其治療AML的前景更加明朗。美國食品和藥品監(jiān)督管理局(US FDA)于2017年批準了米哚妥林(midostaurin,FLT3抑制劑),吉妥單抗(gemtuzumab ozogamicin),CPX-351(阿糖胞苷及柔紅霉素脂質(zhì)體)和enasidenib(IDH2抑制劑)用于治療AML。盡管許多治療AML的其它新藥也正在研發(fā)中,但充分的臨床前數(shù)據(jù)和早期臨床結(jié)果均顯示,應用ABT-199抑制抗凋亡蛋白Bcl-2具有治療AML的良好前景。我們首先考察了不同亞型AML細胞對ABT-199的敏感性,并尋找預測ABT-199活性的生物標志物。雖然AML細胞株對ABT-199的敏感程度有很大差異,但其中帶有MLL融合基因的AML細胞株對ABT-199格外敏感,提示MLL融合基因在Bcl-2介導的抗凋亡作用中起關(guān)鍵作用。這些結(jié)果提示,MLL基因重組的AML患者,尤其是嬰幼兒AML患者,可能會對ABT-199治療更為敏感。重要的是,我們發(fā)現(xiàn)與其它臨床樣本相比,具有APL(acute promyelocytic leukemia)表型的AML患者臨床樣本對ABT-199單獨處理特別敏感,提示ABT-199在可能對全反式維甲酸和/或三氧化二砷不敏感的APL患者起作用。另外,細胞株及臨床樣本的實驗數(shù)據(jù)顯示,Bcl-2/Mcl-1 m RNA比值可能是預測AML對ABT-199敏感性的較好的生物標志物。我們的研究結(jié)果有力支持應用ABT-199治療AML患者的臨床研究。ABT-199已經(jīng)被證實可以與Bcl-2分子上與BH3結(jié)構(gòu)域結(jié)合的疏水性凹槽相結(jié)合,破壞其與促凋亡蛋白Bim的相互作用。因此,我們首先在對ABT-199敏感的AML細胞株和臨床樣品中,分別研究ABT-199處理后Bim與Bcl-2、Mcl-1和Bcl-x L之間的相互作用。ABT-199處理導致與Bim結(jié)合的Bcl-2水平降低,而Bcl-2、Bcl-x L和Mcl-1的總蛋白水平保持不變,同時伴有線粒體外周膜電位(mitochondrial outer membrane potential,MOMP)降低及PARP的裂解,提示細胞凋亡的發(fā)生。進一步的實驗結(jié)果揭示,Bax在ABT-199誘導的AML細胞凋亡中起重要作用。上述結(jié)果表明,ABT-199可通過線粒體凋亡途徑誘導對ABT-199敏感的AML細胞發(fā)生凋亡。然而,雖然ABT-199在AML、急性淋巴細胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)、慢性淋巴細胞性白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)、套細胞淋巴瘤(mantle cell lymphoma)、多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma)和乳腺癌(breast cancer)中表現(xiàn)出很好的抗腫瘤活性,但是對于Bcl-x L和Mcl-1依賴的惡性腫瘤其抑瘤作用有限。因此,腫瘤細胞對ABT-199的內(nèi)源性耐藥仍然是急待解決的主要問題,該問題的解決將為設計合理的聯(lián)合用藥方案從而增強其抗腫瘤活性提供堅實的基礎。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)在AML細胞中,“從Bcl-2上游離出來的Bim被Mcl-1捕獲”是其對ABT-199耐藥的主要機制:Mcl-1與從Bcl-2上游離出來的Bim結(jié)合,從而阻止Bim誘導AML細胞凋亡,并同時導致Mcl-1蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的提高。為了克服這種耐藥性,我們使用ABT-199與柔紅霉素或阿糖胞苷聯(lián)合處理AML細胞。結(jié)果表明,柔紅霉素或阿糖胞苷與ABT-199聯(lián)合應用可以增加DNA損傷的產(chǎn)生并降低Mcl-1蛋白水平,協(xié)同誘導AML細胞死亡。同時我們證明,這些聯(lián)合用藥方案無論對ABT-199敏感或耐藥的AML細胞株和患者臨床樣本細胞,均存在很好的協(xié)同效果,表明在AML治療中,無需篩查AML患者對ABT-199的敏感性,即可使用此聯(lián)合用藥方案進行治療。此外,我們在AML患者臨床樣本細胞中的研究結(jié)果進一步支持應用ABT-199與柔紅霉素或阿糖胞苷聯(lián)合治療AML,并為設計其他ABT-199聯(lián)合用藥方案治療AML提供指導。
【圖文】：

AML中復雜的基因突變[25]

圖 1.2AML 中 Ara-C 代謝的示意圖[47]化療藥物柔紅霉素通過嵌入 DNA 雙鏈的堿基之間，形成穩(wěn)定復合制與 RNA 合成，，從而阻礙快速生長的細胞分裂。柔紅霉素還能同
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R733.71

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