帕唑帕尼Pazopanib如何抑制癌细胞

　　帕唑帕尼，一个有效的和选择性的多靶向受体酪氨酸激酶抑制剂，已在各种肿瘤类型[的在临床上使用]。然而，人们对帕唑帕尼如何抑制癌细胞的生长知之甚少。在这里，我们报告了帕唑帕尼在结肠癌中的疗效和机制研究。我们发现帕唑帕尼在体外和体内均显示出抗肿瘤活性并抑制结肠癌的生长。使用多个细胞系，我们首次表明帕唑帕尼的肿瘤抑制依赖于PUMA诱导。特别是，帕唑帕尼显示出对Akt活性的高度抑制，并通过转录因子FoxO3a而不是p53诱导PUMA。这种不依赖于p53的PUMA表达激活了Bax和线粒体凋亡途径。　

　　使用包括WT、p53突变体或敲除细胞在内的多结肠癌细胞，我们发现帕唑帕尼可以诱导所有这些细胞凋亡，没有差异，在此期间PUMA表达高度增加，表明PUMA在这种细胞凋亡过程中的潜在作用。靶向一些活化的抗凋亡激酶是开发抗肿瘤药物的策略。最常改变的激酶是响应酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的ERK和Akt信号。我们的结果表明，在接受帕唑帕尼治疗后，宽型、p53-/-或PUMA-/-结肠癌细胞中的Akt活性受到极大抑制，表明Akt信号独立于或位于p53和PUMA的上游。此外，帕唑帕尼或抑制剂对Akt的抑制显着增加了PUMA表达，而活性Akt的过度表达抑制了这种PUMA诱导。相比之下，paozopanib对磷-ERK的变化并不均匀，在RKO和HT-29细胞中减少，但在HCT-116和DLD1细胞中没有变化。有趣的是，在RKO和HT29细胞中通过其抑制剂抑制ERK不会导致PUMA诱导，强烈表明ERK抑制可能无助于PUMA诱导。然而，瑞戈非尼确实降低了HCT-116细胞中p-ERK的表达并增加了PUMA的表达，这与其他组的结果一致。因此，ERK和PUMA之间的关系似乎很复杂，需要进一步研究。　　

　　先前的研究表明，在结肠癌细胞中抑制极光激酶后，NF-kB会直接诱导PUMA。帕唑帕尼处理后磷-p65的变化表明NF-kB信号不参与我们的实验模型。此外，其他一些研究报告说p73参与了PUMA的激活。然而，我们的结果表明，在帕唑帕尼诱导PUMA期间p73表达没有变化，这表明我们的实验模型中存在p73非依赖性PUMA表达。值得注意的是，FoxO3a被激活然后转移到细胞核，在那里它与PUMA的启动子结合以刺激其转录。通过shRNA敲低FoxO3a大大降低了PUMA的表达，pazopanib对caspase-3/9的激活和细胞凋亡。总之，这些表明PUMA诱导是通过在pazoapnib诱导的细胞凋亡过程中抑制Akt时FoxO3a的激活，这与p53无关。　　

　　迄今为止，缺乏帕唑帕尼治疗结肠癌疗效的可靠生物标志物。我们的结果表明，无论p53状态如何，帕唑帕尼都能在所有分析的结肠细胞中诱导PUMA表达。这种PUMA诱导对于帕唑帕尼诱导的细胞凋亡是必不可少的。首先，我们发现帕唑帕尼诱导细胞c释放、Bax激活、caspase3和9裂解和细胞凋亡。然而，所有这些凋亡事件都没有发生在PUMA-/-或PUMA敲低细胞中。这些表明帕唑帕尼诱导了PUMA依赖性线粒体途径凋亡。进一步的实验表明，PUMA通过直接与Bax结合以及在帕唑帕尼刺激后与Bcl-xL竞争性结合来促进Bax活化。最后，体内异种移植实验进一步表明，PUMA触发的细胞凋亡对于帕唑帕尼的抗肿瘤作用至关重要。因此，PUMA上调可能成为结肠癌对帕唑帕尼反应的潜在生物标志物。　　

　　在结肠癌细胞中观察到Bim诱导和Mcl-1降解，以响应另一种TKI舒尼替尼。我们的数据显示Bim仅在RKO细胞中被诱导，而在其他分析的结肠癌细胞中不被诱导。对于Mcl-1，其在HCT-116、HT-29和DLD1细胞中的表达显着降低，但在RKO细胞中仅略有降低。击倒实验表明，Bim不参与帕唑帕尼诱导的Bax激活和细胞凋亡。需要进一步研究以确定其他Bcl-2家族成员是否与帕唑帕尼诱导的细胞凋亡相关。　　

　　化疗药物临床应用的一大难题是获得性耐药。因此，重要的是确定有效的联合疗法以预防耐药性。在这项研究中，我们使用帕唑帕尼与两种常规药物5-FU和顺铂或另一种新型TKI瑞戈非尼的组合。5-FU诱导p53依赖性PUMA表达。我们在之前的研究中发现Akt激活有助于5-FU抗性。因此，联合治疗中帕唑帕尼抑制Akt活性可协同5-FU对细胞凋亡的影响。顺铂还在SKOV3细胞或肾小管细胞(RTC)中诱导p53依赖性PUMA表达。连同我们的结果，帕唑帕尼增加了结肠癌细胞中p53非依赖性PUMA的表达，我们可以解释顺铂对帕唑帕尼诱导的细胞凋亡的协同作用，这可能是由于PUMA通过p53依赖性和非依赖性方式上调的协同作用。据报道，瑞戈非尼是一种Ras/Raf/MEK/ERK通路的小分子抑制剂，可增加结直肠癌细胞中PUMA的表达。帕唑帕尼和瑞戈非尼联合治疗确实抑制了ERK和Akt活性，并导致更多的PUMA诱导。然而，正如我们之前所讨论的，需要进一步调查来确认ERK和PUMA之间的关系。　　

　　总之，我们的结果表明帕唑帕尼对结肠癌细胞具有直接的抗癌活性。帕唑帕尼Pazopanib的这种抗肿瘤作用是PUMA依赖性的，从Akt抑制、FoxO3a激活和核易位进展，导致PUMA诱导和线粒体凋亡的发生。结合体内异种移植小鼠的数据，我们为帕唑帕尼的抗肿瘤机制提供了新的机制见解，并对未来临床试验的进一步研究具有重要意义。详情请扫码咨询：