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、化療和放療，但由于傳統(tǒng)的腫瘤治療方法無靶向特異性，在殺死腫瘤細胞的同時往往也會導致正常組織的損傷，從而有很強的副作用。隨著腫瘤分子生物學的發(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，P13K/Akt/mTOR和Ras/Erk信號通路在腫瘤細胞生長、增殖、侵襲和轉移中起關鍵作用，阻斷細胞內相應的信號通路能抑制腫瘤細胞生長甚至促進腫瘤細胞凋亡。PI—103是由加州大學舊金山分校的研究人員合成的一種PI3Kα/mTOR抑制雙靶點抑制劑， U0126是MEK激酶的抑制劑，兩種抑制劑目前都處于細胞實驗階段，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聯用在非小細胞肺癌、肝癌和結腸癌中的抗癌效果。結果如下：
　　 1．研究發(fā)現在非小細胞肺癌A549細胞和H460細胞中，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細胞有更明顯的抗腫瘤作用。在A549和H460細胞中，PI—103和MEK抑制劑U

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

5、，從而抑制翻譯復合物的組裝和翻譯起始，最終協同誘導細胞生長抑制，解釋了為什么PI—103和U0126能協同誘導細胞的生長抑制。
　　 2．在A549細胞和H460細胞中，PI—103誘導了G0/G1期細胞周期停滯，和在A549細胞中相比，PI—103在H460細胞中誘導更明顯的細胞周期停滯。PI—103和U0126聯用協同誘導了G0/G1期細胞周期停滯。PI—103和U0126聯用協同誘導的G0/G1期細胞周期停滯與細胞內G0/

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

7、顯著下調。這些凋亡相關蛋白的改變誘發(fā)了線粒體凋亡相關途徑，從而導致細胞凋亡。PI—103作為第一種合成的P13Kα/mTOR雙抑制劑，其單用或者與U0126、紫杉醇聯用都在非小細胞肺癌細胞A549和H460中顯示了明顯的抗癌活性。表明了復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胞肺癌提供了一種嶄新的治療方案。
　　 4．同時我們也研究了PI—103在結腸癌細胞系CaCO2和肝癌細胞系HepG2中的抗癌效果

8、，發(fā)現PI—103單用也能明顯地抑制CaCO2和HepG2細胞的生長。而且PI—103和U0126聯用也能協同誘導細胞生長抑制。在HepG2細胞中，PI—103和U0126也協同誘導了G0/G1期細胞周期停滯。PI—103同樣能協同加強化療藥物紫杉醇誘導的細胞凋亡作用。也說明PI—103在結腸癌和肝癌中，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的抗癌活性與脂質過氧

9、化有關，脂質過氧化產物對細胞有毒性從而抑制腫瘤細胞生長。另一方面DHA發(fā)生脂質過氧化因而減少了膜上DHA的水平，導致膜上磷脂酰絲氨酸減少，抑制了細胞內PI3K/Akt信號通路轉導，從而抑制腫瘤細胞生長。血清能明顯拮抗DHA的抗癌作用，10％的血清下，DHA反而促進腫瘤細胞生長，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)生脂質過氧化反應，從而促進了細胞存活通路PI3K/Akt的信號轉導。PI—103通過阻斷磷脂酰絲氨酸