拜万戈、瑞戈非尼通过PUMA介导的细胞凋亡抑制结直肠肿瘤生长

2022年10月16日13:16:15拜万戈、瑞戈非尼通过PUMA介导的细胞凋亡抑制结直肠肿瘤生长已关闭评论

拜万戈/瑞戈非尼是一种靶向 Ras/Raf/MEK/ERK 通路的多激酶抑制剂,最近已被批准用于医治转移扩散性结直肠癌 (CRC)。然而,瑞戈非尼在 CRC 细胞中的作用机制尚不明白。我们研究了瑞戈非尼怎样抑制 CRC 细胞生长并增强其他化学疗法药品的作用。

拜万戈、瑞戈非尼通过PUMA介导的细胞凋亡抑制结直肠肿瘤生长

我们确定了瑞戈非尼是否以及怎样诱导 PUMA 的表达,PUMA 是 p53 靶标和 CRC 细胞凋亡的关键介质。我们还研究了 PUMA 是否对于瑞戈非尼在 CRC 细胞中的杀伤和化学增敏作用是必需的。此外,异种移植肿瘤用于测试 PUMA 是否介导瑞戈非尼的体内抗癌、抗血管生成和化学增敏作用。

拜万戈、瑞戈非尼通过PUMA介导的细胞凋亡抑制结直肠肿瘤生长

结果

拜万戈、瑞戈非尼通过PUMA介导的细胞凋亡抑制结直肠肿瘤生长

我们发现,在 ERK 抑制和糖原合酶激酶 3β (GSK3β) 激活后,无论 p53 状态怎样,瑞戈非尼医治均通过 NF-κB 通路诱导 CRC 细胞中的 PUMA。PUMA 的上调与不同 CRC 细胞系中的细胞凋亡诱导相关。PUMA 是瑞戈非尼诱导的 CRC 细胞凋亡所必需的。瑞戈非尼的化学增敏作用是通过不同途径增强的 PUMA 诱导介导的。此外,PUMA 的缺乏消除了瑞戈非尼的体内抗癌、抗血管生成和化学增敏作用。

结论

我们的结果证明了 PUMA 在介导拜万戈/瑞戈非尼在 CRC 细胞中的抗肿瘤作用中的关键作用。他们认为 PUMA 诱导可用作瑞戈非尼敏感性的指标,也为操纵细胞凋亡机制以提高瑞戈非尼和其他靶向药物物的医治效果提供了理论依据。

由于Ras和Raf突变,Ras/Raf/MEK/ERK 通路在大部分结直肠肿瘤中异常激活。拜万戈/瑞戈非尼是该通路的第一个小分子抑制剂,已被美国食品和药品管理局 (FDA) 批准用于医治转移扩散性 CRC。瑞戈非尼与其类似物索拉非尼的不同之处在于单一氟,这导致与索拉非尼(24、35)相比具有相似但不同的生化特点。尽管索拉非尼已被广泛表征,但对于瑞戈非尼怎样抑制 CRC 细胞的生长知之甚少。瑞戈非尼的抗血管生成活性被认为在很大阶段上有助于其抗癌作用。我们的研究结果首次证明,瑞戈非尼对肿瘤的抑制依赖于细胞凋亡诱导的细胞自主过程,从 ERK 抑制、GSK3β 激活和 p65 核易位进展,导致 PUMA 诱导和线粒体介导的细胞凋亡的发生。在最初的临床研究中,瑞戈非尼似乎主要是细胞抑制剂,这与许多具有细胞毒性的化学疗法药品或靶向药物物不同。在大多数接受医治的 CRC 患病者中观察到持久的肿瘤稳定。然而,回顾性分析显示,一部分接受医治的患病者在医治过程中放射肿瘤密度减少以及肺转移扩散灶出现空洞,这可能与瑞戈非尼的促凋亡活性有关。肿瘤微环境的变化最近已成为对靶向医治的差异反应和先天抗性的重要机制。我们的研究结果表明,瑞戈非尼的细胞自主和微环境效应都有助于肿瘤抑制,并且它们能够通过 PUMA 介导的细胞凋亡互相影响。有必要对肿瘤与其微环境之间的互相作用进行系统剖析,以了解瑞戈非尼和其他靶向药物物怎样抑制肿瘤生长。

PUMA 诱导在多种化学医治剂诱导的细胞凋亡中起作用,并且可能是化学敏感性的有用指标。我们之前表明,PUMA 诱导与头颈癌细胞对 EGFR TKI 的不同敏感性相关,而缺乏 PUMA 诱导与对 EGFR TKI 的耐受药物性相关。在 II 期和 III 期 CRC 中接受 5-FU 医治的患病者中,PUMA 表达延长与更好的预后相关。此外,最近的一项研究表明,肿瘤细胞中分离的线粒体对 PUMA Bcl-2 同源 3 (BH3) 肽的反应与恶性肿瘤患病者的化学疗法反应相关。本研究的结果表明,PUMA 诱导可能可用作 CRC 对瑞戈非尼反应的替代生物标志物。虽然通常很难从外科手术后接受化学疗法的结直肠肿瘤中获得活检,但最近的研究表明,能够使用循环肿瘤 DNA或循环肿瘤细胞分析医治反应的生物标志物。通过使用这种非侵入性方式能够确定 PUMA 诱导。

许多临床实验已经开始在 CRC 患病者中测试瑞戈非尼与常规细胞毒性药品的组合,例如 5-FU、奥沙利铂和伊立替康。我们的数据表明,增强的 PUMA 诱导介导了瑞戈非尼的体外和体内化学增敏作用。在正在进行的临床实验中,瑞戈非尼还与其他靶向药物物联用,例如抗 VEGF 抗体贝伐单抗和抗 EGFR 抗体西妥昔单抗和帕尼单抗。瑞戈非尼的加入预计会使含有K-Ras中的 G12 突变或B-Raf中的 V600E 突变的CRC 敏感,这会损害 EGFR 靶向医治的效果。瑞戈非尼抑制 ERK 并激活 p65 以诱导 PUMA,而 EGFR 抑制剂抑制 AKT 并诱导 p73 激活 PUMA。通过两种不同的机制同时诱导 PUMA 能够解释瑞戈非尼和 EGFR 抗体联合医治效果的提高。此外,p53 非依赖性和/或依赖性 PUMA 诱导还介导对其他靶向药物物的细胞凋亡反应,例如 c-MET/ALK 抑制剂克唑替尼 、多激酶抑制剂药品舒尼替尼和 HSP90抑制剂。PUMA 诱导能够作为有效药品组合的有用指标,用于开发更有效的组合方案,降低剂量和不重叠的毒性。

拜万戈/瑞戈非尼是一种靶向 Ras/Raf/MEK/ERK 通路的多激酶抑制剂,最近已被批准用于医治转移扩散性结直肠癌 (CRC) 和胃肠道间质瘤 (GIST)。它目前正在与其他化学疗法药品联合进行许多临床实验,例如细胞毒性药品 5-氟尿嘧啶 (5-FU)、奥沙利铂和伊立替康,以及抗表皮生长因子受体 (EGFR) 抗体西妥昔单抗和帕尼单抗,用于医治 CRC医治。然而,瑞戈非尼在结直肠癌细胞中的抗肿瘤机制仍不明白。尚未描述用于预测 CRC 对瑞格非尼的反应的有效生物标志物。我们证明了促凋亡 Bcl-2 家族蛋白 PUMA 对于瑞戈非尼对 CRC 的抗癌、抗血管生成和化学增敏作用至关重要。

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