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HIF-2α通过GRP78介导的内质网应激调控乳腺癌干细胞药物敏感性的机制研究

HIF-2α通过GRP78介导的内质网应激调控乳腺癌干细胞药物敏感性的机制研究
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  • 批准号:81373427
  • 批准年度: 2013年
  • 学科分类:抗肿瘤药物药理(H3105) |
  • 项目负责人:魏敏杰
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:中国医科大学
  • 资助金额:70万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2014年01月01日 至 2017年12月31日
  • 中文关键词: HIF-2α;GRP78;内质网应激;乳腺癌干细胞;敏感性
  • 英文关键词:breast cancer stem cells(BCSCs);drug sensitivity;glucose-regulated protein 78(GRP78);endoplasmic ret

项目摘要

中文摘要

生长在低氧龛环境中的BCSCs是乳腺癌耐药的根源。低氧可激活GRP78介导的ERS,但是否与BCSCs耐药相关?未见报道。针对低氧龛发现参与GRP78介导的ERS的调控因素是研究BCSCs耐药的切入点。课题组发现BCSCs药物敏感性与GRP78表达相关;HIF-2α在BCSCs中特异高表达;HIF-2α阻断剂增加BCSCs药物敏感性、并与GRP78表达变化相关;但HIF-2α对GRP78介导的BCSCs耐药调控机制尚不明确。本课题拟通过检测BCSCs-MCF7/S细胞及荷瘤组织中干预GRP78表达对BCSCs药物敏感性及IREl-XBPl/PERK-eIF2-ATF4/ATF6等ERS-UPR通路功能变化,比较HIF-2α抑制剂作用前后异同,明确HIF-2α通过GRP78介导的ERS调控BCSCs药物敏感性作用与机制。本课题将为深入探讨BCSCs介导的乳腺癌耐药性研究提供新思路和新靶点。

英文摘要

Breast cancer stem cells (BCSCs) which survive in hypoxia niche may be the root of drug resistance. It has been reported that hypoxia microenvironment can activate glucose-regulated protein 78 (GRP78)-mediated endoplasmic reticulum stress (ERS), but it is unknown whether this is related to drug resistance in BCSCs. So, perhaps it will be a worth exploring issue that hypoxia niche may be involved in GRP78-mediated ERS to regulate drug resistance of BCSCs. In our study, we have found that the expression of GRP78 was related to BCSCs drug sensitivity and HIF-2α was high expressed in BCSCs. We also found when BCSCs were treated with HIF-2α inhibitor, the drug sensitivity increased and GRP78 expression changed. However, how HIF-2α regulates GRP78-mediated BCSCs drug resistance is still unclear. Hence, to elucidate the potential mechanism, we plan to interfere the expression of GRP78 in BCSCs-MCF7/S cells and xdenograft, detect its impact on BCSCs drug sensitivity and the changed functions of IREl-XBPl/PERK-eIF2-ATF4/ATF6 ERS signal pathways, then compare the different effects with or without HIF-2α inhibitor treatment. Our study will propose a new target or a new method for deep researching the mechanism of BCSCs drug resistance.

结题摘要

生长在低氧龛微环境中的乳腺癌干细胞(Breast cancer stem cells,BCSCs)是乳腺癌耐药的根源,低氧诱导因子参与肿瘤的发生发展及耐药复发,但其在BCSCs中介导化疗抵抗的机制尚未完全阐明。本项目通过TCGA数据库分析发现乳腺癌患者HIF-2α(而非HIF-1α)与干细胞标志物ALDH1A1、CD44、BCRP及P-gp表达显著正相关。发现经无血清非粘附悬浮培养具有对紫杉醇耐药等BCSCs样特性的MCF7 MS和T47D MS细胞高表达HIF-2,且紫杉醇可诱导MCF7 MS和T47D MS细胞进一步高表达HIF-2α,提示HIF-2α可能与乳腺癌细胞干性形成及耐药密切相关。经慢病毒转染沉默HIF-2α抑制了BCSCs干性,逆转对PTX的耐药;反之,过表达HIF-2α增强了乳腺癌细胞干性转化,诱导对PTX的耐药。在机制上,我们首次证实了抑制HIF-2α可通过下调SOD2表达,增强mtROS水平及细胞内氧化态环境,增强PDI的表达与酶活性,抑制GRP78表达及UPR通路活性,降低BCSCs干性,逆转化疗耐药的新机制。本项目进一步靶向HIF-2α的PAS活性区域对接、筛选、合成小分子化合物ComA,证实了ComA与HIF-2α的PAS区的高度亲和力,特异抑制HIF-2α表达,抑制BCSCs增殖,协同增敏PTX作用,也通过调控SOD2/mtROS/PDI抑制UPR通路发挥作用机制,且沉默HIF-2α与ComA的作用与机制均在荷瘤鼠水平得到了证实。本项目以肿瘤低氧微环境为切入点,发现了HIF-2α是介导BCSCs化疗药物抵抗的关键靶点,阐明了BCSCs中特异高表达的HIF-2α通过SOD2/mtROS/PDI调控UPR通路介导BCSCs耐药的新机制。本项目进行过程中研发的靶向抑制HIF-2α的小分子先导化合物ComA,可特异拮抗乳腺癌药物抵抗、特别是拮抗肿瘤干性转化介导的药物抵抗。特异拮抗HIF-2α的先导化合物将有望成为新型的乳腺癌治疗药物。

评估说明

    国家自然科学基金项目“HIF-2α通过GRP78介导的内质网应激调控乳腺癌干细胞药物敏感性的机制研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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