易瑞沙/吉非替尼诱导的胶质瘤细胞凋亡

　　具有未折叠蛋白反应 (UPR) 的内质网 (ER) 受到足够的压力可以维持胶质瘤的恶性程度。另一方面，不受控制的内质网应激易导致细胞凋亡占主导地位的 UPR 程序。我们在这里研究了表皮生长因子受体 (EGFR) 抑制剂吉非替尼（易瑞沙）的促凋亡作用，重点是内质网应激。研究模型是人 H4 和 U87 神经胶质瘤细胞系。我们发现吉非替尼的神经胶质瘤细胞杀伤作用涉及 caspase 3 凋亡级联反应。ER 应激的三个分支，即激活转录因子 6 (ATF6)、蛋白激酶 R (PKR) 样 ER 激酶 (PERK) 和肌醇需要酶 1 (IRE1)，被吉非替尼激活，同时细胞内游离Ca2+、活性氧 (ROS) 和 NADPH 氧化酶 2/4 (NOX2/4)。具体而言，升高的 IRE1 磷酸化、肿瘤坏死因子 (TNF) 受体相关因子 2 (TRAF2) 表达、凋亡信号调节激酶 1 (Ask1) 磷酸化、c-Jun N-末端激酶 (JNK) 磷酸化和 Noxa 表达出现在吉非替尼处理的神经胶质瘤细胞中。遗传学、药理学和生化研究进一步表明活跃的 ROS/ER 应激/Ask1/JNK/Noxa 轴导致吉非替尼诱导的胶质瘤细胞凋亡。研究结果表明，基于 ER 应激的治疗靶向可能是 EGFR 抑制剂神经胶质瘤治疗的一个有前景的选择，并可能最终实现更好的患者反应。

　　过度表达GRP78和UPR部件的已牵涉侵袭性表型的恶性神经胶质瘤，而ER应力也易患神经胶质瘤细胞在治疗性治疗的细胞凋亡。尽管内质网应激使肺癌细胞对吉非替尼治疗敏感，但内质网应激是否参与吉非替尼对胶质瘤细胞的作用尚不清楚。继续我们早期关于吉非替尼介导的神经胶质瘤细胞凋亡的研究，我们在这里发现吉非替尼诱导的神经胶质瘤细胞凋亡与以下事件平行：升高的 GRP78、ATF4 和 CHOP 蛋白表达；PERK、eIF2α 和 IRE1 蛋白磷酸化；ATF6 蛋白水解切割；游离 Ca2+动员；和 ROS 生成，内质网应激的关键迹象。药理学和遗传学研究进一步确定了涉及 NOX2/4 的 ROS/ER 应激/Ask1/JNK/Noxa 轴在介导吉非替尼诱导的胶质瘤细胞凋亡中。除了 EGF/EGFR 信号外，目前的研究结果与 ROS/ER 应激轴一致，可能是吉非替尼抗神经胶质瘤作用的目标。

　　普遍定期审议的组成部分拥有共同的和个别的生物活动。胶质瘤强烈表达 PERK、ATF4、ATF6、IRE1 和 XBP1，并且与恶性表型和不良预后相关。此外，IRE1 还与 EGFR 配体上皮调节蛋白的表达有关。PERK、ATF6 或 IRE1 的敲低降低了神经胶质瘤细胞的活力，对应激诱导的细胞死亡具有更高的敏感性。相反地，ER应力也导致神经胶质瘤细胞死亡。在早期的一项研究中，我们证明阿司匹林和吲哚美辛增加 UPR 组分蛋白表达和蛋白磷酸化，导致神经胶质瘤细胞凋亡。内质网应激抑制剂如 Salubrinal 和 4-苯基丁酸盐、钙螯合剂 BAPTA-AM 和抗氧化剂 PDTC 可减轻胶质瘤细胞凋亡。吉非替尼治疗后，神经胶质瘤细胞提高了蛋白质表达和蛋白质磷酸化中的 UPR 成分，以及细胞凋亡。吉非替尼诱导的神经胶质瘤细胞凋亡被 4-苯基丁酸盐、BAPTA-AM、NAC、IRE1 沉默和 Noxa 沉默抑制。虽然 UPR 在指导神经胶质瘤细胞存活或死亡方面的微调尚不完全清楚，但我们目前的研究结果表明，治疗或癌细胞杀伤剂将 UPR 用于促死程序。

　　关于凋亡程序，Bcl-2 家族成员是 ATF4、CHOP、XBP1 和 ATF6 的转录靶点。其他证据表明，IRE1/TRAF2/Ask1/JNK、p38 代表了通过磷酸化和抑制 Bcl-2 成员的抗凋亡活性或激活 BH3-only 蛋白的促凋亡功能来启动凋亡的替代机制。在消炎痛处理的神经胶质瘤细胞中，激活的 ER 应激/Ask1/p38 轴导致 Akt 失活和 Mcl-1/FLIP 下调，导致细胞凋亡。阿司匹林引起内质网应激和 Noxa 介导的神经胶质瘤细胞凋亡，并且通过沉默 PERK 或 eIF2α 减轻死亡程序。除了凋亡诱导，自噬蛋白合成和自噬复合物组装也是内质网应激的目标。吉非替尼在涉及 ROS 生成的神经胶质瘤细胞中诱导自噬性细胞死亡，丙戊酸在吉非替尼处理的神经胶质瘤细胞中增加 ROS 生成和自噬。在此，我们证明了 ROS/ER 应激/IRE1/Ask1/JNK/Noxa 轴积极参与吉非替尼诱导的神经胶质瘤细胞凋亡。由于 JNK 和 Noxa 在胶质瘤细胞凋亡中起主导作用，目前的研究结果进一步突出了 JNK/Noxa 在胶质瘤治疗开发中的药理学靶点。

　　ER 相关的 NOX 是通过 ROS 生成打开 IRE1/JNK/Noxa 轴的一种方式。吉非替尼增加了神经胶质瘤细胞中 NOX2/4 蛋白的表达和 ROS 的产生。NAC减轻了他们由吉非替尼引起的ER应激。氧化应激通常与 EGFR 磷酸化并行，并通过 EGFR 信号传导，防止氧化应激诱导的细胞凋亡。厄洛替尼通过抑制 EGFR，在人头颈癌细胞中通过 NOX4 诱导代谢氧化应激。NOX 在胶质瘤细胞中过度表达并支持有氧糖酵解和恶性肿瘤。尽管没有直接证据，但我们的研究结果表明，吉非替尼中断 NOX 和 EGFR 信号传导之间的补偿性相互作用可能导致过度的 NOX2/4 激活和 ROS 生成。结果是信号会聚到凋亡占主导地位的 UPR 程序。

　　普遍定期审议的组成部分和生物学后果可能会有所不同。它们的确切关系高度和动态地取决于微环境。除了 IRE1 和 JNK，NOX、其他 UPR 成分、下游效应子和转录事件的精确参与仍有待探索。除了吉非替尼之外，以神经胶质瘤细胞凋亡为中心的临床相关 EGFR 抑制剂的作用也令人感兴趣。EGFR抑制剂单药治疗的临床反应仅限于某种遗传状态，如EGFRvIII、PTEN和IDH1。为了提高临床响应，组合疗法可以是一个选项。这些有待解决的问题应在今后的研究中加以解决。

　　总之，我们发现吉非替尼（易瑞沙）通过凋亡表现出对胶质瘤 H4 和 U87 细胞的抗肿瘤作用，涉及 ROS/ER 应激/Ask1/JNK/Noxa 轴。吉非替尼诱导神经胶质瘤细胞凋亡的剂量远高于抑制 EGFR 信号传导的剂量 。一旦吉非替尼治疗有效，内质网应激就会超越生存机制，使细胞倾向于凋亡主导程序。因此，在使用吉非替尼对抗恶性胶质瘤的联合治疗中，ER 应激很可能是有价值的目标。微信扫描下方二维码了解更多：