阿帕替尼与吡咯替尼协同作用并通过干细胞因子/c-kit信号及其下游通路逆转HER2阳性胃癌获得性吡咯替尼耐药

Apatinib exhibits synergistic effect with pyrotinib and reverses acquired pyrotinib resistance in HER2-positive gastric cancer via stem cell factor/c-kit signaling and its downstream pathways

作者信息Beibei Su, Tingting Huang, Yu Jin, Han Yin, Hong Qiu, Xianglin Yuan
PMID33030616
发布时间2021-03
DOI10.1007/s10120-020-01126-9

实验完整度

高

包含体外细胞实验、体内异种移植瘤模型、RNA测序、机制验证及耐药逆转实验,证据层级独立且包含功能与机制验证。

主要模型

NCI-N87细胞系 SNU216细胞系 NCI-N87-AR耐药细胞系 BALB/c裸鼠异种移植瘤模型

重点核对

细胞系来源及HER2阳性验证 药物浓度及处理时间(如吡咯替尼0.1 μM,阿帕替尼10 μM) 耐药细胞系NCI-N87-AR的构建方法 异种移植瘤模型建立条件(细胞数5×10^6,接种部位) 联合用药的剂量及给药方式(口服,每日)

摘要

背景:近年来,针对人表皮生长因子受体2(HER2)阳性胃癌的靶向治疗取得了进展。然而,耐药性严重限制了抗HER2疗法的疗效。吡咯替尼是一种新型的pan-HER抑制剂。尽管它在HER2阳性胃癌治疗中有效,但其与阿帕替尼联合使用的疗效以及相关耐药机制尚不清楚。方法:本研究在两种吡咯替尼敏感的胃癌细胞和异种移植瘤中检测了吡咯替尼和阿帕替尼的联合效应。使用RNA测序来确定获得性吡咯替尼耐药的潜在机制。在吡咯替尼耐药细胞和异种移植瘤中测试了伊马替尼和阿帕替尼逆转吡咯替尼耐药的作用。结果:我们报道吡咯替尼和阿帕替尼的联合在HER2阳性NCI-N87异种移植瘤中表现出协同效应,并在体外和体内均显示出增强的抗肿瘤疗效。此外,干细胞因子(SCF)水平的上调以及PI3K/AKT和MAPK通路的激活与HER2阳性胃癌的获得性吡咯替尼耐药相关。机制上,我们证明了SCF/c-kit信号及其下游PI3K/AKT和MAPK通路的激活通过促进细胞存活和增殖介导了吡咯替尼耐药。伊马替尼和阿帕替尼通过阻断SCF/c-kit信号增强了吡咯替尼耐药细胞和异种移植瘤对吡咯替尼的敏感性。结论:这些结果凸显了吡咯替尼联合阿帕替尼在HER2阳性胃癌及获得性吡咯替尼耐药中的有效性,从而为新的治疗方法提供了理论基础。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
阿帕替尼与吡咯替尼联合是否在HER2阳性胃癌中具有协同作用,并能否逆转获得性吡咯替尼耐药及其机制如何?
核心机制
获得性吡咯替尼耐药由SCF/c-kit信号通路激活及其下游PI3K/AKT和MAPK通路介导,通过促进细胞存活和增殖。阿帕替尼通过靶向c-kit抑制这些通路,从而逆转耐药。
主要证据
体外细胞增殖、凋亡、侵袭实验及体内异种移植瘤模型证实联合治疗的协同作用;RNA测序和Western blot显示耐药细胞中SCF/c-kit及下游通路上调;伊马替尼和阿帕替尼通过抑制c-kit磷酸化增强吡咯替尼敏感性。
研究意义
该研究为吡咯替尼联合阿帕替尼治疗HER2阳性胃癌及克服获得性耐药提供了理论基础,提示该联合方案可能成为新的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外药物敏感性评估

确定吡咯替尼和阿帕替尼在HER2阳性胃癌细胞中的单药及联合抑制效果

使用CCK-8、集落形成、Transwell和流式细胞术检测细胞活力、增殖、侵袭和凋亡;Western blot检测信号通路蛋白。

2

体内异种移植瘤模型验证

评估联合治疗在体内对肿瘤生长的抑制作用和协同效应

皮下接种NCI-N87或SNU216细胞,成瘤后分组给药,连续21天,测量肿瘤体积和体重,IHC分析Ki67、CD31和TUNEL。

3

耐药细胞系构建及机制探索

构建吡咯替尼耐药细胞系并阐明耐药机制

通过连续暴露NCI-N87细胞于吡咯替尼构建耐药细胞系NCI-N87-AR;RNA测序和KEGG分析鉴定差异表达基因和通路;Western blot和qPCR验证SCF/c-kit及下游通路激活。

4

耐药逆转验证

验证伊马替尼和阿帕替尼是否通过抑制c-kit信号逆转耐药

在耐药细胞和异种移植瘤模型中,使用伊马替尼或阿帕替尼联合吡咯替尼处理,检测细胞活力、凋亡、信号通路变化及体内肿瘤生长。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI-1640培养基Hyclone--
胎牛血清Gibco--
重组人干细胞因子MedChemExpress LLC.--
CCK-8试剂盒Promotor--
RIPA裂解液Beyotime--
磷酸酶抑制剂Servicebio--
BCA蛋白定量试剂Beyotime--
PVDF膜Millipore--
超敏化学发光底物Thermo Fisher--
RNA提取试剂Takara--
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher--
7900HT快速实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher--
Illumina HiSeq测序仪Illumina--
FITC标记的膜联蛋白VBD Biosciences--
碘化丙啶----
LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
8 μm孔径的Transwell小室Corning--
BALB/c裸鼠Hunan SJA Laboratory Animal Co., Ltd.--
SCF抗体Abcamab52603
Ki67抗体Cell Signaling Technology9027
CD31抗体Cell Signaling Technology3528
TUNEL原位细胞死亡检测试剂盒Sigma-Aldrich--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源及培养条件(培养基、血清浓度、CO2浓度、温度)
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents
药物处理
药物浓度、溶剂(DMSO)、储存条件、处理时间
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents; Figure legends 1, 3, 4, 5
细胞活力检测
细胞接种密度、处理时间、CCK-8试剂浓度及孵育时间
阅读提示:Methods: Cell viability assay
耐药细胞系构建
NCI-N87-AR的构建方法(连续暴露pyrotinib的浓度和时间)
阅读提示:Methods: Cell lines and reagents; Results: SCF mediates...
异种移植瘤模型
细胞接种数量、接种部位、动物品系、周龄、分组及给药剂量、给药方式、给药周期
阅读提示:Methods: Xenograft models; Figure legends 2, 4, 6