MET抑制通过抑制ATM/ATR和PI3K/AKT通路增强去势抵抗性前列腺癌对PARP抑制剂的疗效

MET inhibition enhances PARP inhibitor efficacy in castration-resistant prostate cancer by suppressing the ATM/ATR and PI3K/AKT pathways.

作者信息Sihai Zhou, Zhihong Dai, Liang Wang, Xiang Gao, Liqin Yang, Zhenwei Wang, Qi Wang, Zhiyu Liu
PMID34761497
发布时间2021-12
DOI10.1111/jcmm.17037

实验完整度

包含体外细胞实验(细胞活力、克隆形成、迁移)、siRNA/过表达验证、体内异种移植瘤模型以及机制分析(Western blot、免疫荧光),多层次验证功能与机制。

主要模型

DU145和PC3细胞系(人CRPC细胞) LNCaP和22RV1细胞系(人前列腺癌细胞) DU146皮下异种移植瘤小鼠模型

重点核对

MET在CRPC组织和细胞中的表达情况 奥拉帕利和克唑替尼的浓度及处理时间 联合治疗的协同效应(CI值) 体内实验中肿瘤体积测量和给药方案 ATM/ATR和PI3K/AKT通路蛋白表达变化

摘要

高达30%的转移性去势抵抗性前列腺癌(CRPC)患者携带DNA损伤应答基因改变,使得PARP抑制剂可用于晚期CRPC。原癌基因间质上皮转化(MET)在肿瘤细胞的迁移、增殖和侵袭中至关重要。MET及其配体肝细胞生长因子的异常表达与癌症治疗中的耐药性相关。本研究发现,MET在人CRPC组织中高表达,并在DU145和PC3细胞中以药物浓度依赖性方式过表达,且与PARP抑制剂的敏感性密切相关。将PARP抑制剂奥拉帕利与MET抑制剂克唑替尼联合使用,在体内外均协同抑制CRPC细胞生长。对MET抑制诱导药物敏感性的潜在分子机制的进一步分析揭示,奥拉帕利和克唑替尼可共同下调ATM/ATR信号通路,通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通路诱导凋亡,增强奥拉帕利在DU145和PC3细胞中的抗肿瘤作用。总之,我们证明MET抑制通过抑制ATM/ATR和PI3K/AKT通路增强CRPC对PARP抑制剂的敏感性,并为CRPC提供了一种新的靶向治疗方案。

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
MET抑制是否以及如何增强PARP抑制剂对去势抵抗性前列腺癌的疗效。
核心机制
MET抑制下调和奥拉帕利联合作用,通过抑制ATM/ATR通路和PI3K/AKT通路,诱导同源重组缺陷和细胞凋亡,从而增强奥拉帕利的抗肿瘤作用。
主要证据
体外实验显示MET抑制增强奥拉帕利敏感性,联合用药协同抑制细胞生长并诱导凋亡;体内异种移植瘤模型证实联合治疗显著抑制肿瘤生长;Western blot和免疫荧光显示γH2AX增加,ATM/ATR和PI3K/AKT通路下调。
研究意义
为CRPC提供一种新的靶向治疗联合方案,可能扩大PARP抑制剂的适用人群并克服耐药。

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

评价奥拉帕利敏感性并检测MET表达

评估不同前列腺癌细胞系对奥拉帕利的敏感性,并检测MET表达水平。

用CCK-8测定IC50,Western blot和免疫组化检测MET表达。

2

验证MET抑制对奥拉帕利敏感性的影响

通过siRNA沉默或过表达MET,观察对奥拉帕利敏感性的影响。

使用siRNA转染DU145和PC3细胞,或过表达MET的LNCaP和22RV1细胞,检测细胞活力。

3

评估联合用药的协同效应

检测奥拉帕利和克唑替尼联合用药是否产生协同抗肿瘤效果。

通过细胞活力、克隆形成和Transwell迁移实验评估联合用药效果,使用CompuSyn计算CI值。

4

探究联合用药对DNA损伤和同源重组修复的影响

观察联合用药是否增加DNA损伤并抑制同源重组修复。

通过免疫荧光和Western blot检测γH2AX、ATM/ATR、RAD51表达。

5

验证PI3K/AKT通路在联合用药诱导凋亡中的作用

检测联合用药是否通过抑制PI3K/AKT通路诱导凋亡。

Western blot检测p-PI3K、p-AKT、cleaved PARP、cleaved caspase-3,并使用AKT激活剂SC79进行回复实验。

6

体内验证联合用药的抗肿瘤效果

在异种移植瘤模型中验证联合用药的体内抗肿瘤效果。

建立DU145皮下移植瘤,腹腔注射奥拉帕利和克唑替尼单药或联合,测量肿瘤体积和重量,并进行免疫组化检测。

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Sevenbio--
DMEM培养基Sevenbio--
胎牛血清Gibco--
奥拉帕利Selleck--
克唑替尼Selleck--
SC79MedChemExpressHY-18749
MET抗体Abcamab51067
p-MET抗体Abcamab68141
cleaved PARP1抗体Abcamab32064
PI3K抗体Abcamab191606
p-PI3K抗体Abcamab182651
p-ATM抗体Abcamab81292
p-ATR抗体Abcamab178407
AKT抗体Abcamab8805
GAPDH抗体Proteintech6004-1-Ig
BCL-2抗体Proteintech60178-1-Ig
ATM抗体Proteintech27156-1-AP
ATR抗体Proteintech19787-1-AP
IgG(H+L)二抗ProteintechSA00013-4
RAD51抗体Proteintech14961-1-AP
γH2AX抗体Cell Signaling Technology#9718
Ki67抗体Cell Signaling Technology#12202
cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology#9664
RIPA裂解液KeyGEN BioTECH--
磷酸酶抑制剂混合物KeyGEN BioTECH--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
上样缓冲液KeyGEN BioTECH--
SDS-PAGE凝胶Sevenbio--
硝酸纤维素膜Millipore--
ECL底物Tanon--
TRIzol试剂TaKaRa Bio--
PrimeScript逆转录试剂盒TaKaRa Bio--
QuantiTect SYBR Green PCR试剂盒TaKaRa Bio--
Stratagene MX3000P qPCR系统Agilent--
靶向MET的siRNAGenePharma--
RNAi-Mate转染试剂GenePharma--
MET过表达慢病毒GenePharma--
细胞计数试剂盒-8KeyGEN BioTECH--
Transwell小室Corning--
Triton X-100Meilunbio--
牛血清白蛋白Sigma--
Alexa Fluor 594荧光二抗Proteintech--
DAPI染料KeyGEN BioTECH--
荧光显微镜NikonTE200
DAB显色试剂盒Lab Vision--
GraphPad Prism软件----
SPSS软件----

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;培养基类型;血清浓度;培养条件(5% CO2, 37°C)
阅读提示:Materials and Methods 2.1 Cell culture and inhibitors
药物处理
奥拉帕利和克唑替尼的浓度及处理时间
阅读提示:Materials and Methods 2.1;Figure legends (Figure 2, 3, 4)
细胞活力实验
细胞接种密度;处理时间;CCK-8孵育时间;检测波长
阅读提示:Materials and Methods 2.7 Cell viability assay
克隆形成实验
细胞接种密度;处理时间;染色方法
阅读提示:Materials and Methods 2.5 Colony formation assay
迁移实验
细胞接种密度;血清饥饿;处理时间
阅读提示:Materials and Methods 2.6 Transwell migration assay
体内实验
小鼠品系;细胞接种数量;给药剂量;给药频率;肿瘤体积测量频率
阅读提示:Materials and Methods 2.12 Mouse xenograft models