开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
一.研究目的、意义
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,是危害妇女健康的主要原因之一。全世界每年约有 100 万的妇女被查出罹患乳腺癌,我国每年乳腺癌新发数量和死亡数量分别占全世界的 12.2%和 9.6%。尤其是三阴性乳腺癌,因容易复发、转移和耐药而很难治疗。一些乳腺癌患者体内存在 BRCA1 的突变和缺失以及 PARP1 的过度表达和活化。BRCA1/2 的突变和缺失会导致 DNA 双链 HR 修复缺陷。因此,PARP1 抑制剂广泛用于 BRCA1/2 突变型乳腺癌、卵巢癌等的治疗当中。尽管 PARP1 抑制剂毒副作用小、疗效显著,但是其适应症窄,易产生耐药性。研究发现,PI3K 活性的抑制可通过下调 BRCA1/2 的表达来增强 TNBC 细胞对 PARP1 抑制剂的敏感性。PI3K抑制剂和PARP1抑制剂联用不仅可以协同地抑制TNBC细胞的恶性增殖,还可以拓宽PARP1抑制剂适用范围。基于此,课题组将PARP1抑制剂Olaparib与PI3K抑制剂BKM120联用以拓展olaparib适应症窄的问题。
BO联用具有治疗TNBC的潜在价值,然而目前对于两药联用的机制研究比较少,作用机制还不清楚。因此,本课题将进行BO联用的机制研究,主要从DNA损伤、DNA单链损伤修复、DNA双链损伤修复三个角度阐释BKM120协同Olaparib治疗TNBC的分子机制,找到BO联用发挥作用的相关因子及通路,为推进其在TNBC治疗领域的临床应用提供理论依据。
二.文献综述(包括历史现状及相关理论、名词术语等)
乳腺癌是目前影响女性健康和生活的一种常见恶性肿瘤,是威胁女性肿瘤患者生命健康的首要因素。其中大约有15%的浸润性乳腺癌由于缺乏孕激素受体(PR)、雌激素受体(ER)及 HER2 受体(ERBB2)的表达,因此被称为三阴性乳腺癌(TNBC)。在临床治疗过程中,TNBC的复发率远远高于ER/PR阳性和HER2阳性乳腺癌,是一种具有高侵袭能力的乳腺癌。研究表明,TNBC患者与非TNBC患者相比,淋巴转移概率高,容易发生侵袭转移,患者生存时间较短并且预后较差。由于雌激素受体、孕激素受体、HER2 等因子在 TNBC 中不表达,常规的内分泌/激素治疗和HER2靶向性治疗对 TNBC 无效,同时,TNBC 分子亚型较多,不同的分子亚型其生物学特征存在较大的差异,因此对不同的靶向治疗也呈现出不同的敏感性。所以目前全身性的细胞毒性化疗仍是临床治疗 TNBC的主要手段,并且以放射性治疗(RT)作为辅助。
分子靶向治疗是研究肿瘤细胞发展分子机制的新型肿瘤疗法。其针对肿瘤细胞上存在的潜在致癌靶点,从细胞或分子水平上抑制肿瘤的生长,从而达到良好的临床治疗效果,具有较高的选择性和较低的副作用。针对TNBC侵袭转移能力强、易产生耐药性的特征,寻找潜在治疗靶点并设计和研发靶向治疗TNBC的药物是当前研究热点和重点,本课题主要聚焦于PARP1和 PI3K两个作用靶点。
Olaparib 是一种PARP抑制剂,能够阻止PARP1与受损DNA结合,阻断受损DNA修复。PARP1 [(poly adenosine diphosphate (ADP)-ribose polymerase-1),聚腺苷二磷酸核糖聚合酶-1]是真核细胞中一类含量丰富的核蛋白,其主要的生物学功能是催化聚 ADP 核糖化,调节细胞生物功能并且对细胞核内的多种酶及蛋白质等生物大分子进行翻译后修饰(Post-translational modification ,PTM)。文献表明,聚腺苷二磷酸核糖聚合酶 1(PARP1)是一种关键的能迅速响应 DNA 单链断裂(SSBs)损伤的真核生物传感器。PARP1由C端的催化结构域、中部的自主修饰结构域和N端的DNA结合域三个部分构成,其中N端DNA结构域包含两个锌指结构(一个锌指结构识别DNA单链断裂和DNA双链断裂,而另一个锌指结构能够特异性识别并结合DNA单链断裂)。除DNA损伤修复外,PARP1还参与调控多种蛋白因子,与肿瘤的生长、血管再生、侵袭迁移及耐药性的产生密切相关。当DNA单链受损时,PARP1 能快速识别并与受损位点结合,通过碱基切除修复(BER)通路修复损伤的 DNA。PARP1 抑制剂能够选择性结合到PARP1的DNA结合域从而抑制PARP1与受损DNA结合,降低DNA修复功能。继而诱导 DNA 双链断裂(DSB)的产生,通过合成致死的方式选择性地杀死肿瘤细胞。目前,PARP1 抑制剂在临床治疗BRCA基因突变型的三阴性乳腺癌中取得了显著的进展。但其用于治疗TNBC存在适应症窄及耐药性等问题。对BRCA基因突变和抑癌基因p53灭活的小鼠乳腺癌模型,给予PARP1抑制剂Olaparib进行单药治疗,在治疗初期能够显著的抑制肿瘤的发展进程,然而长期给药治疗后,Olaparib对肿瘤的抑制作用逐渐衰减。
BKM120是一种选择性PI3K抑制剂,磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)是一类特异性催化磷酸肌醇类物质3′端羟基磷酸化的激酶。PI3Ks 参与调控细胞增殖、侵袭转移、细胞凋亡等多种生物功能过程,在多种恶性肿瘤中伴有 PI3K 活性的异常增加。PI3Ks可以通过第二信使PIP3磷酸化级联反应激活Akt及其下游靶蛋白来发挥功能,在PI3K家族中,IA型PI3Kalpha;和其下游靶蛋白Akt被认为与肿瘤的生长、血管再生、侵袭转移及耐药性的产生密切相关。PI3K/Akt通路通过调控Bad、NFkappa;B、组织因子(TF)、细胞周期依赖性蛋白激酶 4(CDK4)等蛋白的表达和活性来促进肿瘤细胞存活。越来越多的证据表明肿瘤细胞中PI3K/Akt通路高度活化,提示PI3K/Akt通路在肿瘤的进展过程中扮演重要角色。因此我们认为PI3K是临床治疗TNBC的一个可靠靶点,PI3K抑制剂能有效抑制TNBC耐药细胞MDA-MB-231/ADR耐药性的产生,从而增强其对化疗药物的敏感性,达到抑制肿瘤进程的目的。
PARP1 抑制剂可有效的治 BRCA1/2突变型TNBC,但其适用范围窄并且易产生耐药性,而 PI3K抑制剂可以突破PARP1抑制剂在治疗TNBC上的局限性。研究表明,PARP1抑制剂和PI3K抑制剂联合使用可以协同地抑制TNBC细胞的生长。机制研究表明,PI3K活性的抑制会导致转录因子 E-Tweenty-Six-1(ETS1)依赖的细胞外调节蛋白激酶(ERK)磷酸化。p-ERK通过ERK依赖性途径下调BRCA1/2的表达并降低RAD51的活性,继而引起肿瘤细胞同源重组修复(HR)缺陷,从而增加肿瘤细胞对PARP介导的DNA单链损伤修复的依赖性。
