曲美替尼(trametinib)和雷帕霉素治疗非小细胞肺癌

　　哺乳动物雷帕霉素靶点 (mTOR) 是人类癌症（包括肺癌）中最常见的激活途径之一。用分子抑制剂靶向 mTOR 被认为是一种有用的治疗策略。然而，迄今为止从抑制剂的临床试验中获得的结果并没有达到最初的预期，主要是因为耐药性。因此，联合或多种药物治疗可以带来更有利的临床结果。在这里，我们发现 ERK 通路的激活是导致非小细胞肺癌 (NSCLC) 细胞对雷帕霉素耐药的原因。因此，耐雷帕霉素的 NSCLC 细胞对 ERK 抑制剂（ERKi）、曲美替尼更敏感，反过来，耐曲美替尼（trametinib）的 NSCLC 细胞也对雷帕霉素敏感。雷帕霉素与曲美替尼联合使用可产生有效的协同抗肿瘤功效，诱导 G1 期周期阻滞和细胞凋亡。此外，雷帕霉素与另一个 ERKi、MEK162 协同作用，反过来，曲美替尼（trametinib）与其他 mTORi、Torin1 和 OSI-027 协同作用。

　　从机制上讲，雷帕霉素与曲美替尼联用会导致 AKT、ERK、mTOR 和 4EBP1 的磷酸化降低更多。在异种移植小鼠模型中，雷帕霉素和曲美替尼的共同给药导致肿瘤生长的显着抑制，而没有明显的药物毒性。总体而言，我们的研究确定了治疗 NSCLC 的合理组合策略。雷帕霉素与曲美替尼联用导致 AKT、ERK、mTOR 和 4EBP1 磷酸化的更大程度降低。

　　我们的研究确定了一种用于治疗 NSCLC 的优越的两种药物联合策略。由于雷帕霉素对已建立的肿瘤的活性有限，因此迫切需要增强雷帕霉素抗肿瘤作用的有效策略。在这方面，ERKi 与雷帕霉素协同抑制体外和体内肿瘤生长.首先，ERK通路在雷帕霉素耐药的NSCLC细胞中被激活，耐药细胞对曲美替尼（trametinib）敏感。其次，雷帕霉素和曲美替尼都引起 AKT 的激活，而雷帕霉素和曲美替尼的组合阻止了 AKT 的这种再激活。第三，雷帕霉素和曲美替尼联合治疗抑制了 mTOR 和 4EBP1 通路。因此，雷帕霉素联合 ERKi 是治疗 NSCLC 的有效且合理的方法。有趣的是，据报道，雷帕霉素联合曲美替尼可促进果蝇的长寿。

　　mTOR 是细胞生长、凋亡和代谢的重要整合者。它形成两个不同的复合物，称为mTOR复合物1（mTORC1的）和mTORC2，其中只有mTORC1的是大环内酯雷帕霉素敏感。具体而言，mTORC1的可磷酸化核糖体蛋白S6激酶（S6K）和eIF4E的结合蛋白1（4EBP1），以增加mRNA的翻译，同时通过激活AKT和SGK1通路mTORC2的对照细胞存活。最初的研究主要集中在用雷帕霉素抑制 mTORC1。然而，经常观察到雷帕霉素对 mTORC1 的不完全抑制，由此雷帕霉素不影响 mTOR 效应子 4EBP-1 。此外，雷帕霉素及其类似物治疗导致 AKT 通路的反馈激活。因此，不可避免地会产生对雷帕霉素的获得性耐药性。在这里，我们发现雷帕霉素不抑制 4EBP1，但强烈激活 NSCLC 细胞中的 AKT 通路。重要的是，雷帕霉素与曲美替尼的组合消除了 AKT 信号传导，并导致 4EBP1 的显着失活。因此，联合治疗抵消了雷帕霉素刺激的 AKT 激活，并确实抑制了雷帕霉素应该抑制的 4EBP1。

　　雷帕霉素及其类似物的临床结果令人失望，主要是因为肿瘤细胞对雷帕霉素产生了复杂的耐药机制。据报道，mTOR 的抑制也会导致 ERK 信号传导的补偿性和冗余激活，这种 ERK 激活被认为是肿瘤细胞的促存活过程。因此我们采用ERKi、曲美替尼和MEK162联合雷帕霉素治疗NSCLC细胞。正如预期的那样，在单剂量或连续雷帕霉素处理的 NSCLC 细胞中检测到高水平的 p-ERK。相比之下，在曲美替尼（trametinib）存在的情况下，雷帕霉素诱导的 ERK 激活被完全取消。因此，ERKi 使 NSCLC 细胞对雷帕霉素治疗敏感。因此，雷帕霉素刺激的 ERK 激活赋予雷帕霉素耐药性。这种协同作用的另一个重要机制是 mTOR 和 ERK 的双重抑制导致细胞凋亡和 G1 期停滞的最大增强。

　　由于 RAS/ERK 通路在许多人类癌症中被异常激活，许多特定的 ERKi 在治疗 BRAF 突变型黑色素瘤中显示出有效的临床疗效。尽管如此，ERKi 的电阻作为一个棘手的问题出现，其复杂的反馈回路和与其他通路的紧密串扰有助于其抗性原型。很明显，ERK 与 AKT 通路有广泛的串扰，这种串扰降低了单一抑制的影响。例如，曲美替尼和 PD0325901 诱导 AKT 激活，阻断 AKT 通路克服了 ERKi的耐药性.因此，AKT 和 ERK 通路之间的串扰是癌症联合治疗的合理基础。这个想法在我们的工作中得到了证实。通过曲美替尼治疗阻断 ERK 信号导致 AKT 的矛盾激活。有趣的是，雷帕霉素单独诱导AKT激活，但与曲美替尼联合抑制AKT通路。这可能解释了为什么对曲美替尼耐药的细胞对雷帕霉素治疗敏感。AKT 的激活似乎与雷帕霉素和曲美替尼耐药有关，而雷帕霉素与曲美替尼联合应用可以解决这个棘手的问题。因此，mTORi 与 ERKi 组合对 NSCLC 细胞具有治疗益处。

　　结论

　　鉴于癌症的复杂性，单一化合物不太可能成为最有效的治疗方法。我们的数据为雷帕霉素与曲美替尼（trametinib）联合治疗非小细胞肺癌提供了强有力的理由。值得注意的是，体内模型证明曲美替尼可以最大限度地提高雷帕霉素的抗癌效率，同时将药物毒性降至最低。因此，这些数据支持在临床试验中进一步评估雷帕霉素和曲美替尼的组合。然而，我们的工作有一些局限性。首先，尚不清楚单独使用曲美替尼或与雷帕霉素联合使用是否通过调节 ERK/c-myc 通路诱导 G1 期阻滞。其次，4EBP1 在雷帕霉素和曲美替尼协同作用中的详细作用也不清楚。微信扫描下方二维码了解更多：