曲美替尼(trametinib)对乳腺癌细胞的敏感性

　　在研究中，选择了一系列乳腺癌细胞系，并研究了它们对MEK途径抑制剂曲美替尼（trametinib）的敏感性。通过IC50值测量，曲美替尼的敏感性在超过180倍的范围内变化。这个范围可能既反映了通路的活性，又反映了药物吸收的差异。曲美替尼是ATP结合盒外排转运蛋白（例如p-糖蛋白）的抑制剂，但是摄取/外排的差异不应影响敏感性与途径利用之间的关系。在我们的一系列细胞系中，敏感性似乎与突变状态无关。三阴性状态也没有使曲美替尼敏感性细胞层分层。该结果与先前的研究不同，后者报道了具有基础亚型的细胞系对曲美替尼的敏感性增加，尽管作者确实指出基础亚型不等同于三阴性亚型。

　　接下来，我们测量了ERK途径的利用率，并得出结论，对于这一系列细胞系，在标准培养条件下，途径激活无法预测对曲美替尼的反应。缺乏相关性的一个可能原因是，有许多机制决定了曲美替尼的敏感性或耐药性。最近的综述将这些机制分为两类，ERK依赖型和ERK无关型。不依赖ERK的途径可以补偿ERK活性的丧失，例如当来自IGF1R和其他RTK的信号传导增加激活AKT信号传导时，MEK抗性细胞的AKT磷酸化水平升高。依赖MEK的补偿性ERK激活电路可能由TPKD细胞中的TOPK或某些其他未鉴定的激酶介导，并且不依赖于MEK的ERK激活对许多MEK抑制剂的抑制作用有抵抗力。耐药性肝癌细胞显示p-ERK短期下降，到24 h反弹至基线，这表明患者中MEK / ERK通路的状态可预测对MEK抑制剂的反应。然而，曲美替尼是一种非常有效的MEK抑制剂，在我们的研究中，T47D，MCF-7或SKBr3细胞在长达24小时内未观察到代偿性ERK激活。在没有生长抑制作用的情况下，最低浓度的曲美替尼（5 nM）使ERK磷酸化显着降低，表明存在控制进入细胞分裂周期的冗余途径，但这些途径可能是细胞系特异性的。在三阴性乳腺癌中，较高的细胞ERK蛋白表达与较短的生存期相关。有趣的是，许多（但不是全部）MCF-7激素抗性亚株对曲美替尼高度敏感，而不论它们的雌激素受体状态如何，尽管其水平较低，所有三重阴性亚株仍是敏感的ERK磷酸化。然而，这种低的磷酸化水平可能足以维持信号转导级联并促进细胞增殖。

　　我们研究的第二个目的是研究抑制剂组合对生长的抑制作用。PI3K / AKT / mTOR和MEK / ERK路径通过汇聚，串扰和反馈的多个点相互关联；对一种途径的抑制可能会在对等途径中正向或负向影响信号传导。由于MAPK（RAS-RAF-MEK-ERK）通路的失调被确定为对PI3K抑制剂的抗癌性的主要决定因素，因此可以假设两种通路同时靶向可以改善治疗效果并提供更好的临床结果。此类策略目前正在临床研究中。在这里，我们使用细胞系模型来研究针对PI3K / mTOR和MEK途径的药物组合。在MCF-7，T47D和SKBr3细胞中，曲美替尼与依维莫司的组合通常显示出对生长的协同作用，而曲美替尼与mTOR / PI3K双重抑制剂NVP-BEZ235的组合在某些测试浓度下对T47D细胞显示出弱的拮抗作用。双重抑制剂可直接抑制mTOR，或通过刺激BRAF-MEK间接激活mTOR。另一项研究报道，同时阻断PI3K / AKT / mTOR（与mTOR抑制剂AZD8055结合）和RAS / MEK / ERK（与MEK抑制剂AZD6244结合）途径协同抑制横纹肌肉瘤细胞的生长。进一步的研究表明，特定的PI3K抑制剂（GDC-0941）而不是mTOR / PI3K双重抑制剂（NVP-BEZ235）与MEK抑制剂的组合可在结直肠癌细胞系中产生协同作用。综上所述，这些结果表明多种途径之间存在细胞系依赖性串扰。

　　同时靶向PI3K / mTOR和MAPK途径的信号传导反应并未预测MCF-7，T47D和SKBr3乳腺癌细胞系的生长抑制作用。依维莫司可有效抑制MCF-7，T47D和SKBr3细胞系中接受和不接受曲美替尼治疗的p70S6K和rpS6的磷酸化。在这三个细胞系中，AKT磷酸化仅受NVP-BEZ235的下调，但通过在SKBr3细胞中添加曲美替尼可消除其抑制作用。GSK2126458单独或与曲美替尼联用均可抑制所有测试细胞系中AKT磷酸化，但与曲美替尼联用时，在SKBr3中观察到对生长的累加效应。因此，无论是否激活ERK，AKT（PI3K途径）的失活都无法预测其生长敏感性。

　　总之，缺乏蛋白质磷酸化测量作为曲美替尼敏感性的预测指标的功效增加了为靶向抗癌治疗鉴定预测生物标志物的难度。此外，MEK-ERK信号通路的利用，由信号成分的磷酸化所决定，在一系列细胞系中变化很大，并且没有直接反映编码这些成分的基因的突变。我们的研究表明，肿瘤活检中ERK磷酸化程度的检查不能预测治疗反应，并且强调了控制对单个靶向药物反应的细胞信号通路的复杂性和细胞系特异性。微信扫描下方二维码了解更多：