联合阻断mTOR和ERK/MAPK信号通路抑制结节硬化症细胞增殖

摘要

结节硬化症(Tuberous Sclerosis Complex，TSC)是以多器官组织缺陷和错构瘤为特征的系统性肿瘤综合症。由于至今尚无有效的治疗方法，此病最终可导致病人严重痴呆、肾功能衰竭、呼吸衰竭以至死亡。结节硬化症是由于抑癌基因TSC1或TSC2突变引起的常染色体显性遗传病，根据TSC基因定位的不同，可将结节性硬化症分为TSC1型与TSC2型。但临床上大部分是TSC2突变型。TSC1/TSC2蛋白复合物的功能丧失激活了蛋白激酶mTOR(mammalian target of rapamycin)，从而导致细胞生长和增殖的失控。雷帕霉素(rapamycin)是一种mTOR蛋白抑制剂，是目前临床上比较有潜力的治疗结节性硬化症的药物。但最近的研究表明通过抑制mTOR治疗结节硬化症的临床疗效不明显，并且有耐药病例的出现。我们推测抑制mTOR除解除了对RTK/PI3K/AKT信号级联的反馈抑制作用以外，也消除了最新发现的mTOR对ERK/MAPK信号通路的负反馈调节，这些作用都降低了mTOR抑制剂的疗效。即抑制mTOR的同时会相应地解除mTOR对ERK/MAPK信号通路的负反馈抑制作用，从而活化ERK/MAPK信号通路。因此我们提出联合抑制mTOR和ERK/MAPK通路用药会弥补mTOR抑制剂单独用药的不足，从而增强结节硬化症病人的临床疗效。我们使用广泛应用的TSC基因敲除的小鼠细胞模型(Tsc—/—小鼠胚胎成纤维细胞)来验证我们的假设。实验中，我们发现mTOR的抑制剂rapamycin可以负反馈激活ERK/MAPK通路，这同之前的报道相一致；ERK/MAPK通路中MEK1/2的抑制剂PD98059可削弱因rapamycin导致的ERK/MAPK通路活化作用；rapamycin及PD98059在此细胞模型中是以相加而非协同的方式相互作用；联合应用rapamycin和PD98059可更有效地抑制Tsc2基因敲除成纤维细胞的增殖。因此我们提出，联合抑制mTOR和ERK/MAPK信号通路将会比单一抑制用药更好的治疗结节硬化症。这一方法很可能会成为治疗结节硬化症的新策略。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

引言

一、结节硬化症

二、PI3K/AKT/mTOR通路及mTOR蛋白的抑制剂rapamycin

三、ERK/MAPK通路及其抑制剂PD98059

四、PI3K/AKT/mTOR通路及ERK/MAPK通路的相互作用及多通路联合治疗肿瘤策略

五、TSC细胞研究模型的确立

六、细胞凋亡

实验材料

实验方法

实验结果

一、MEK1/2抑制剂可削弱rapamycin引起的MAPK/ERK通路活化作用

二、Rapamycin及PD98059在Tsc2-/-MEF细胞中IC50的测定

三、Rapamycin和PD98059联合用药的药效明显优于单独用药

四、Rapamycin和PD98059在体外细胞培养中呈现出相加方式的相互作用

五、联合应用rapamycin和PD98059显著抑制细胞增殖

六、Rapamycin和PD98059联合作用时，细胞的凋亡程度明显增加

讨论

总结

参考文献

文献综述：PI3K/AKT/mTOR信号通路及其抑制剂rapamycin的作用

附录1：实验流程图

附录2：发表文章及综述

致谢

个人简历