聚 (ADP-核糖) 聚合酶 (PARP) 是 DNA 损伤反应 (DDR) 中的关键分子,它是化疗和放疗的主要目标。因此,PARP抑制剂包括一类有前途的抗癌疗法。在这项研究中,我们评估了 PARP 抑制剂奥拉帕尼(奥拉帕利)的疗效,并试图确定与头颈癌 (HNC) 细胞中奥拉帕尼敏感性相关的机制和预测标志物。总共测试了 15 个 HNC 细胞系,包括 AMC HNC 细胞。AMC-HN3 和 HN4 对奥拉帕尼表现出更强的反应。在顺铂耐药细胞系中,只有 AMC HN9-cisR 细胞被奥拉帕尼显着抑制。我们发现基础聚 (ADP-核糖) (PAR) 水平,但不是 PARP-1 水平,与奥拉帕尼(奥拉帕利)敏感性相关。AMC-HN3 和 HN4 细胞表现出更高的 NF-κB 基础水平,在奥拉帕尼治疗后显着降低。相比之下,凋亡蛋白在 AMC-HN9-cisR 细胞中内在表达。由于干扰 p53 表达导致 NF-κB 重新激活,我们得出结论,基础 PAR 和 NF-κB 水平升高可预测 HNC 细胞中的奥拉帕尼反应性;此外,奥拉帕尼通过 PAR–p53–NF-κB 相互作用抑制 HNC 细胞。
之前关于 PARP 抑制剂的癌症治疗效果的大多数研究都非常倾向于 BRCA1/2 突变的 HR 缺陷癌症。此外,即使在 HR 熟练的非妇科实体瘤中进行的少数报告也没有具体评估 PARP 抑制剂的单独作用,而是评估了抑制剂与 DNA 损伤剂的组合。在这方面,我们的研究首次确定了奥拉帕尼(奥拉帕利)的独立抑制作用,并揭示了奥拉帕尼反应性的预测标志物,以及各种 HNC 细胞系中独特的细胞死亡机制。此外,本研究提出了奥拉帕尼对顺铂耐药 HNC 的潜在适用性,这将根据基础 PAR 过表达进行鉴定,这与先前关于癌症中 PARP-1 过度活化和顺铂耐药的研究形成对比。
p53 在 DNA 修复和重组中起关键作用,p53 倾向可以决定细胞命运。关于癌细胞的 p53 状态对奥拉帕尼反应性的影响,存在相互矛盾的数据。一项研究报告说,当内源性 wt-p53 和相关 HR 活性在乳腺癌细胞中沉默时,PARP 抑制剂的作用会增加。相比之下,另一项研究表明,在将 DNA 损伤信号传递给 HR 熟练的癌症后,PARP 抑制剂诱导的 DDR 和细胞死亡可以以 p53 依赖性和非依赖性方式被激活。在本研究中,主要在奥拉帕尼(奥拉帕利)耐药的 HNC 细胞中,奥拉帕尼治疗后 p53 被激活,表明这些细胞中奥拉帕尼介导的 p53 激活可能导致了 DDR 和细胞存活途径。相反,在奥拉帕尼敏感的 HN9-cisR 细胞中也观察到 p53 活化,以及强 PAR 表达和相对较弱的 NF-κB 表达。我们可以得出结论,p53 在奥拉帕尼治疗中的作用与细胞中 PAR 和 NF-κB 的基础表达密切相关。
p53(肿瘤抑制子)和 NF-κB(肿瘤增强子)的相互抑制是众所周知的。在我们的研究中,我们还观察到 p53 沉默后 NF-κB 的激活。许多研究人员已经开发出同时具有 p53 激活和 NF-κB 抑制作用的小分子抑制剂作为癌症治疗方法。此外,PAR 和 PARP 表达可能通过上调 NF-κB 信号导致炎症增加,随后肿瘤增殖。因此,PAR-p53-NF-κB 相互作用将代表一个有希望的癌症治疗靶点,我们的研究已经确定了理解这些联系所需的一些线索。总之,我们的研究发现,奥拉帕尼通过降低 PAR 表达和随后的 PAR 相关信号转导,选择性杀死过表达 PAR 的 HNC 细胞;这被 p53 识别,之后 p53 可能根据 NF-κB 表达的基线水平决定 HNC 细胞的命运和死亡途径。换言之,奥拉帕尼治疗后PAR表达降低可能显着影响表现出基础NF-κB过表达的HNC细胞。另一方面,降低 PAR 表达可能会刺激 p53 和随后具有低基础 NF-κB 但高 PAR 表达水平的细胞(如 HN9-cisR 细胞)中的内在凋亡级联反应。
在这项研究中,我们认为没有 BRCA1/2 突变的 HNC 细胞是 HR 精通细胞;然而,应考虑其他 HR 通路相关分子和复制后修复蛋白,以充分阐明对 PARP 抑制剂的反应。此外,我们不能建议可预测 HN-cisR 细胞中奥拉帕尼敏感性的基础 PAR 表达水平以外的特定指标,因为可预测标记物(例如,PgP、Nrf-2、bcl-2)的基础表达水平不一致。耐药性(图S2)。我们必须证明这项研究的第二个目标是使用 PARP 抑制剂克服顺铂耐药的可能性,但我们没有发现顺铂和奥拉帕尼对 HNC 细胞及其配对的顺铂耐药细胞有任何恒定或显着的联合作用。图 S3)。最后,我们必须解释奥拉帕尼敏感性的不一致变化以及 HN-3/-4 与 HN-9 细胞的基础 PAR 表达水平,因为这取决于顺铂耐药性的获得。在以后的实验中,
结论
我们的研究阐明了奥拉帕尼(奥拉帕利)单一疗法对某些 HNC 细胞(包括 cisR 细胞)的疗效。基础 PAR 和 NF-κB 过表达可能是 HR 熟练 HNC 细胞中奥拉帕尼反应性的预测标志物。此外,奥拉帕尼可能会抑制 PAR 和相关的 NF-κB 信号传导并诱导奥拉帕尼敏感的 HNC 细胞中的细胞死亡,尽管这不能完全用凋亡机制来解释。另一方面,在表达相对低水平 NF-κB 的 HN9-cisR 细胞中,奥拉帕尼介导的 PAR 降低通过 p53 激活导致内在的凋亡细胞死亡。微信扫描下方二维码了解更多:
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