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二十四型 Lesson 6 肿瘤耐药

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肿瘤耐药

肿瘤耐药的基本概念

  • 化疗是治疗肿瘤的常见手段,但是有很多肿瘤对化疗的效果都不是特别理想,预后也不好,这已经是困扰临床的难题
  • 先天性耐药/原发性耐药:指的是使用抗肿瘤药物之前,细胞就对药物不敏感的现象,例如处于非增殖期,也就是G0期的肿瘤细胞,一般对于多数抗肿瘤药物都不敏感
    • 如果细胞存在先天性耐药现象,在使用抗肿瘤药物之前,先天性耐药现象就已经存在于肿瘤细胞当中,这种现象和药物的使用没有太大的关系
  • 获得性耐药/继发性耐药:肿瘤细胞初始对化疗药物敏感,但是在经过数个疗程进一步治疗之后,药物的疗效逐步降低,产生不敏感的现象,导致肿瘤细胞内部产生对药物的抗性
    • 由药物诱导产生的,在药物使用前,肿瘤对药物敏感;在药物使用后,肿瘤对药物不像之前那样敏感的现象
  • 原药耐药:获得性耐药的细分,指肿瘤细胞只对诱导耐药现象的原始药物产生耐药的现象,但是肿瘤细胞对于其他类型的抗肿瘤药物不产生交叉耐药的现象
  • 多药耐药MDR,multi-drug resistance:获得性耐药的细分,指肿瘤细胞在治疗开始时对化疗药物敏感,在经过了几个流程的化疗之后,肿瘤不仅对诱导耐药现象的原始药物(治疗药物)产生耐药的现象,而且对于其他结构和作用机理完全不同的抗肿瘤药物同样产生交叉耐药的现象(肿瘤化疗中亟待解决的重要问题)

介导肿瘤耐药的关键分子

影响药物转运和外排的转运蛋白

P-gp

  • P-糖蛋白,1976年从耐药的肿瘤细胞中首次被发现,与耐药程度正相关
  • 编码PGP的基因是MDR-1基因,后者的官方命名是ATP-Binding Cassette sub-family B member 1,缩写ABCB1,属于ABC转运蛋白超家族成员
  • 之后的研究证实,P-gp分子量为170kDa,由1280个AAs组成,是一种ATP依赖性膜转运蛋白
  • P-gp也可以位于细胞质的高尔基体中,高尔基体是P-gp转运药物的重要场所
  • 目前已经证明,细胞膜上的P-gp水平和药物的敏感性和细胞内药物的积聚程度呈现负相关性,提示这种蛋白与药物在细胞内的积聚有关
  • 目前认为,P-gp是药物泵,能够将多种药物泵出到细胞外,使细胞内的药物积聚量减少,从而减少药物毒作用 ,产生耐药性
  • P-gp主要介导多种亲脂性化疗药物,比如抗生素多柔比星,丝裂霉素或者植物类药物,比如长春新碱和依托铂苷
  • 有研究证实,P-gp的高表达总是与MDR-1相关连,MDR-1基因与表达产物P-gp高表达和肿瘤化疗耐药、复发和预后密切相关

多药耐药相关蛋白MRP

  • 1992年在耐药人SCLC细胞系H69AR中发现
  • 分子量190kDa,1531个AAs,编码MRP的基因位于16号染色体的长臂(16q,短臂是p)
  • MRP与P-gp有某些相似之处,也同样属于ABC转运蛋白超家族的成员,有15%的AA序列相同,但是MRP和PGP的转运底物是明显不同的,MRP能够识别与谷胱甘肽GSH耦合形成的底物,比如柔红霉素、顺铂等;因此,MRP有时也会被称为谷胱甘肽转运泵
  • MRP转运底物的可能步骤
    • 首先,GSH合成,并与药物耦合,最后通过MRP将药物泵出细胞外
    • 另外,MRP还能影响细胞内药物的分布,使药物局限在核周囊泡内,阻止药物进入细胞核内发挥细胞毒作用
    • 研究证实,乳腺癌组织中MRP的表达与MDR-1和PGP的表达存在相关性

乳腺癌耐药蛋白BCRP

  • 这个基因编码一种含有655个AAs残基,72.6kDa大小的跨膜转运蛋白,这种蛋白首先从乳腺癌中被发现
  • BCRP和P-gp,还有MRP都同属于ABC转运蛋白超家族成员,但是和P-gp还有MRP不同的是,BCRP是一个不完全转运分子/半转运蛋白,需要两个BCRP形成homodimer或者和另外一个蛋白形成heterodimer才能形成有活性的复合转运体,发挥作用
  • 能够和BCRP形成heterodimer的蛋白在不同种类的耐药细胞中是不同的,因此有人推测BCRP的“另一半”的差异很可能影响了药物转运的特异性
  • BCRP在多种耐药的细胞膜上有过表达现象,与白血病、卵巢癌、乳腺癌、相关肿瘤的临床化疗敏感性都有相关性,而且和P-gp、MRP的表达没有相关性
  • BCRP产生耐药的机制与P-gp有点类似,都是通过水解ATP获得能量,使药物排出细胞

肺耐药蛋白LRP

  • 和Wnt通路中的LRP完全没有关系,只是恰好是拼写一致的两个不一样的蛋白
  • 1993年,科学家在非P-gp介导的耐药蛋白中被发现
  • 编码蛋白的基因位于16号染色体,共含有896个AAs,相对分子量110kDa
  • LRP可能通过两种途径引起肿瘤的多药耐药性
    • LRP封锁核孔,使细胞不能进入细胞核
    • LRP使进入细胞的抗肿瘤药物转运到运输囊泡,最终经过胞吐的方式将药物排出体外
  • LRP能够介导顺铂、卡铂、烷化剂等药物的耐药现象,这些药物的共同特点是以DNA为靶点,这表明LRP可能通过核靶点屏蔽机制来引起肿瘤的耐药机制

总结

  • 上述4种蛋白中,前3种都属于ABC转运蛋白家族成员,后者介导的药物外排机制是肿瘤细胞多药耐药的基本机制
  • ABC家族成员,一直是研究肿瘤耐药现象的核心研究对象

介导肿瘤耐药的酶分子

谷胱甘肽巯基转移酶GST

  • 人体细胞中,GST可以分为碱性ɑ、中性μ、酸性π三个亚类,其中GST-π与肿瘤的耐药关系最为密切,在许多耐药细胞,特别是多药耐药表型的细胞系中,GST-π都表现出高表达的现象
  • 所以,有学者认为,GST-π的高表达,可能是耐药性的标志之一
  • GST最主要的功能是催化GSH与化学药物结合,从而降低化学药物的细胞毒性作用
  • GSH的主要功能是保护氧化剂对巯基的破坏,与细胞膜中含有巯基的蛋白质、酶等不被氧化破坏;在GST的催化作用之下,GSH可以与化学药物结合,降低化学药物的细胞毒作用
  • 主要发生在对于烷化剂、铂类药物和蒽环类药物产生耐药的细胞内
  • GST降解上述药物的可能机制
    • GST催化抗癌药物与GSH形成复合物,直接灭活药物活性或者被MRP丢到细胞外面去
    • GST抑制抗癌药物对DNA的攻击作用
    • GST催化GSH与金属铂竞争性结合,减少铂类药物与肿瘤细胞DNA的结合

DNA拓扑异构酶-2 TOPO-2

  • 在DNA复制、转录和染色体分离中起到重要作用,是一种核酶
  • TOPO可以分为两种同工酶,TOPO-2ɑ(170kDa,存在于核浆中)和TOPO-2β(180kDa,仅存在于核仁中)
  • 以TOPO-2为靶点的药物
    • 蒽环类,蒽琨类
    • VP-2即依托铂苷
  • 正是因为这些药物都作用于TOPO-2这个靶点,我们可以说TOPO-2这个靶点的情况决定了这些药物的疗效,由TOPO-2的活性和数量异常引起肿瘤多药耐药的现象称为非典型多药耐药现象,即atypical MDR,特点是
    • TOPO-2数量和活性下降
    • 膜活性药物不能逆转耐药性
    • 药物在细胞内积聚和存留没有变化
    • 没有P-gp的过度表达
  • TOPO相关的耐药机制主要表现在
    • TOPO-2活性降低、表达减低
    • 基因突变,从而使抗癌药物靶点减少或丧失

蛋白激酶C PKC

  • 钙离子-磷脂依赖性蛋白激酶,参与细胞内生物信息的传递
  • PKC的表达与P-gp的功能有密切的联系,PKC可以通过调控P-gp活性的方式间接调控肿瘤细胞内耐药现象的形成
  • 在具有耐多药表型的细胞内,PKC可以通过促进P-gp的磷酸化,提高P-gp的药物泵功能,导致肿瘤内耐多药现象的产生
  • 也有研究发现,在胃癌中,PKC抑制剂可以抑制P-gp蛋白的过表达,而且逆转肿瘤细胞的耐药,促进肿瘤细胞的凋亡

细胞凋亡相关基因

其他类别的分子

肿瘤耐药的信号通路

自噬通路

  • 多条和自噬相关的信号通路都介导了肿瘤的耐药现象;自噬即可以促进肿瘤的耐药,也可以抑制肿瘤的耐药
  • 在肿瘤发生、发展以及治疗中,自噬是一把“双刃剑”
    • 在肿瘤产生初期,自噬可能抑制肿瘤的形成,提高自噬的作用有助于提高化疗药物对肿瘤的治疗效果,抑制自噬可能导致肿瘤多药耐药的产生,降低化疗效果
    • 在肿瘤进一步发生发展的阶段,细胞通过自噬来保护肿瘤细胞,降低药物浓度,防止肿瘤细胞发生凋亡

HSF-1介导的自噬能促进肿瘤的耐药

  • 在细胞受到外界应激条件刺激时,转录因子HSF-1(Heat Shock Factor Protein-1)会被激活,激活的HSF-1可以促进肿瘤细胞对被破坏的DNA、蛋白质和能量代谢的调节,从而促进肿瘤细胞的生存和增殖
  • 在80%的乳腺癌患者中,可以观察到乳腺癌细胞核内HSF-1表达水平的提升,核内增加的HSF-1与乳腺癌患者的poor prognosis和生存期减少有关
  • 机制研究表明,HSF-1直接与启动子ATG7结合,上调ATG7的表达,激活细胞自噬,促进肿瘤耐药的现象;相关临床研究也证明,HSF-1的表达与ATG7的表达成正相关,而且ATG7的过表达与肿瘤患者生存期的缩短密切相关
  • 我们可以说,HSF-1/ATG7信号轴与抗肿瘤药物诱导的自噬密切相关,促进肿瘤细胞产生耐药

ROS介导的自噬促进肿瘤的耐药

  • 许多抗肿瘤药物都可以诱导肿瘤细胞内产生活性氧ROS,例如临床使用的替莫唑胺TMZ用于治疗神经胶质瘤,TMZ可以激活ROS/ERK通路,从而同时诱导细胞发生自噬和凋亡在给予自噬抑制剂后,肿瘤细胞的凋亡现象明显增强,而且对TMZ的敏感性也显著上升了
  • 研究证明,自噬抑制剂与TMZ连用,可以抑制细胞内ROS/ERK诱导的自噬,同时促进凋亡,减小肿瘤组织的体积
  • 由此可见,TMZ处理肿瘤细胞之后,细胞内的ROS/ERK通路激活,细胞内的保护性细胞自噬增加,抑制了细胞凋亡的发生,最终导致肿瘤细胞对药物敏感性降低
  • 类似的现象在肝细胞癌HCC中也可以观察到
  • 抗肿瘤药物ApoG2能激活ROS/JUK/ERK通路,促进肿瘤细胞的自噬;当肝癌细胞与ApoG2和抗氧化剂NAC(ROS抑制剂),在ROS诱导的细胞自噬被NAC抑制的情况下,ApoG2诱导细胞凋亡的能力显著增强,肿瘤细胞对药物的敏感性上升
  • 上述两实验表明,抗肿瘤药物激活了ROS介导的保护性细胞自噬,从而诱导细胞对抗肿瘤药物产生耐受现象

细胞自噬抑制Met逆转肿瘤耐药

  • 细胞自噬不仅是细胞的自我保护机制,也可能是细胞的死亡诱导机制
  • 在临床上,某些肿瘤细胞对细胞凋亡有很强的耐受能力,这类肿瘤细胞可以对众多的抗肿瘤药物产生耐药现象
    • 采用细胞自噬抑制剂3-MA处理细胞后,耐药的乳突甲状腺癌PTC细胞对多柔比星的敏感性降低;相反地,采用细胞姿势激活剂依维莫司处理之后,PTC细胞对多柔比星的敏感性显著增强了
    • 基础研究中证实,细胞自噬对药物作用的逆转作用依赖于Met的失活
    • 研究提示,对于凋亡耐受的细胞,细胞自噬的激活也许能够抵抗肿瘤细胞的耐药现象
  • 多种能够诱导自噬的药物:紫杉醇、环磷酰胺、阿霉素、吉西他滨

PI3K-Akt信号通路

  • 在细胞增长、侵袭、运动、增长、细胞凋亡、血管新生等环节中都有作用
  • 可能是化疗耐药治疗的新靶点

Akt

  • 在多种肿瘤组织当中,都有Akt的过度表达和激活;肿瘤细胞在化疗药物处理之后,肿瘤细胞内Akt的磷酸化水平会显著提高,而且会使肿瘤细胞产生化疗耐药现象
  • 有研究报道,对胃癌细胞应用化疗药物后,会导致细胞内PI3K-Akt通路的激活程度增加,P-gp的表达量增加,导致细胞出现P-gp介导的耐药机制
  • PTEN是细胞内重要的抑癌基因,同时也能起到抑制PI3K/Akt通路的现象,在某些肿瘤细胞应用化疗药物后,细胞内可能发生杂合性PTEN丢失的现象,从而间接激活PI3K/Akt通路,并介导肿瘤细胞的耐药
  • 肿瘤细胞内PI3K/Akt通路的火花,可能调控JNK-p38-MAPK信号通路的活性,从而导致肿瘤细胞耐药性产生
  • Akt本身就能直接磷酸化很多分子,诱导肿瘤耐药性的发生
    • Bcl-2家族成员:Bcl-2、Bcl-XL、Bix、Bax等,通过抑制细胞凋亡的方式诱导肿瘤的耐药
    • 转录因子FOXO家族成员也是Akt的底物,其可以调控p27、cyclinD等细胞周期调控蛋白,因此Akt通过调控FOXO转录因子家族活性、间接影响肿瘤细胞的细胞周期调控,从而诱导肿瘤细胞耐药

NF-κB信号通路

  • NF-κB信号通路是一个多效性转录因子,可以和DNA启动子部位的κB位点发生特异性结合,从而促进下游靶基因的表达
  • NF-κB信号通路中重要的分子,详见三十六策
    • NF-κB
    • i-κB(I-inhibitor,负调控NF-κB)
    • iKK
  • 当有外界刺激,比如化疗药物处理之后,iKK被激活,i-κB降解增加,NF-κB入核增加,促进目的基因的表达
  • 需要注意的是,在肿瘤细胞中,NF-κB信号通路常常位于PI3K-Akt的下游,也就是化疗药物作用-肿瘤细胞PI3K-Akt通路激活-NF-κB信号通路激活,IKK活化,促进肿瘤细胞的生长和迁移,抑制凋亡
  • 化疗药物作用后,能够激活肿瘤细胞内的NF-κB,并使其始终处于高水平的激活状态,导致肿瘤细胞表现出耐药的生物学行为
  • NF-κB也能够激活P-gp蛋白的活性和促进MDR-1基因的表达,还能上调Bcl-xl等凋亡相关基因的表达,和P-gp蛋白一起发挥协同效应

MAPK信号通路

Erk通路/经典通路

  • MAPK下游包含很多信号通路的分支,其中比较重要的一条是ERK通路
  • 表皮生长因子EGF/成纤维生长因子FGF结合对应的受体,通过受体酪氨酸激酶RTK激活下游的Ras-Raf-MEK-Erk,最终激活ERK1/2,激活后的ERK从细胞膜转移到细胞核,参与调控转录因子的活性,影响下游靶基因的表达,最终完成对细胞生长、增殖和分化的调控
  • 越来越多的研究证实,Erk通路不仅和肿瘤的发生发展有关,还参与肿瘤耐药的过程,其机制调控MDR-1/P-gp基因的表达
  • 无论是内源性/外源性P-gp蛋白的表达,都收到Ras-Raf-MEK-Erk信号的调控,抑制Erk通路可以促进P-gp的降解,反之亦然
  • Erk通路除了可以被生长因子激活,有些细胞外刺激也可以通过激活PLC的方式来激活Erk通路

JNK-MAPK通路

  • 同样介导肿瘤耐药
  • 有些细胞外刺激可以激活JNK,激活后的JNK进一步激活转录因子c-Jun,随后c-Jun可以通过调节MDR-1和MRP基因或蛋白的表达水平,从而参与调控耐药
  • JNK/c-Jun活化后,可以下调细胞内MDR-1基因的表达
  • 在耐药肿瘤细胞内过表达JNK并激活c-Jun,耐药细胞内MDR-1基因及其蛋白P-gp的表达明显降低,耐药细胞内化疗药物的积蓄量明显增加
  • 在某些体外试验中,通过比较子代的耐药细胞株和亲代的普通细胞株,JNK和磷酸化的JNK,表达水平和耐药细胞的耐药性呈现负的相关性,但也有完全相关的结果(SCLC)
  • 只能说,JNK通路的具体作用,可能在不同的细胞种类间会有所不同,不能一概而论

总结

  • Erk-MAPK通路和JUN-MAPK通路间也存在着cross-talk
  • MAPK通路和PI3K-Akt信号通路间存在着广泛的cross-talk,再加上PI3K-Akt可以激活NF-κB
  • 肿瘤耐药的信号通路之间的关系可能远比我们想象的要复杂

HIF-1信号通路和表观遗传学修饰

(参阅扩展阅读部分)

肿瘤耐药的研究手段和方法

多药耐药的肿瘤细胞株

  • 化疗药物诱导敏感细胞株向耐药细胞株转化的方法有以下这些
  • 有些研究者在建模之前会选用诱变剂,比如甲基磺酸乙酯对细胞进行预处理,加速细胞的恶性化

药物浓度递增法

  • 又称为逐步诱导法、低浓度加量持续诱导法、小剂量间歇诱导法等
  • 最主要的就是首先选用低于某种化疗药物半数抑制率的药物浓度对细胞进行首次诱导,之后逐渐加大剂量,直到细胞在较高的浓度下,仍然可以正常生长为止
  • 比如,有一项研究中,卵巢癌A2780细胞,对于紫杉醇的IC50浓度是0.23µg/mL,那就首先选择0.2µg/mL的起始紫杉醇浓度培养细胞,作用24h之后,经过药物筛选的细胞继续生长,丢弃培养液换新鲜培养基;待细胞恢复生长之后,用这种浓度持续培养2-3周;当细胞能在这种浓度下稳定筛选时,再进行下一轮更高浓度的筛选
  • 由此,逐渐提高紫杉醇的浓度,培养9个月后,可以得到耐受2.5µg/mL紫杉醇的耐药细胞株
  • 相对比较有效和常用的方法、所建立的耐药细胞株耐药性稳定而可靠,在冻存或者撤药之后仍然能够保持较高的耐药性,耐药倍数普遍较高
  • 缺点是耐药株建立的时间长,细胞耐药性和培养时间往往成正比

大剂量冲击法

  • 又称为大剂量间歇诱导法,高浓度短时间接触培养法
  • 这种方法一般选用数十倍甚至数百倍于IC50的药物浓度,培养1-2个小时后立刻更换为不含有药物的培养基进行间歇培养,等到细胞生长至对数生长期,再重复剂量冲击
  • 这种方法建立的多药耐药细胞株,其耐药倍数比较低,培养时间优势不明显

大剂量冲击结合药物浓度递增法

  • 又被称为逐步增加药物浓度和大剂量冲击相互结合的方法
  • 可以对敏感细胞短期孵育大剂量化疗药物,也可以对敏感细胞长期孵育较低浓度的化疗药物,之后两种方式交替进行,同时伴随低浓度化疗药物的剂量的逐渐升高
  • 本质上是上面两种方法的结合使用
  • 高浓度的药物培养浓度可以一直不变,但低浓度的一定要慢慢变高
  • 此类方法建立的耐药细胞株,一般比大剂量冲击法建立的耐药细胞株的耐药倍数更高,而且稳定性也更好,但是操作也更加复杂了,在培养时间方面没有太多的优势

转基因结合药物筛选法

  • 耗时短、耐药性强而且稳定,是新兴方法
  • 缺点是耐药基因在细胞内过量表达,可能会导致细胞内基因网络表达的巨大差异,可能给细胞筛选和相关机制研究带来干扰
  • 通过物理或生物方法向亲本敏感细胞株中转染多药耐药蛋白,脂质体是最常用的物理方法,生物方法则是逆转录病毒载体,也有使用慢病毒、腺病毒、腺相关病毒的
  • 基因转染后的细胞需要进行药物的筛选,以确保转染表达的外排蛋白具有活性

三维细胞培养法(扩展阅读)

化学诱变剂(扩展阅读)

射线照射法(扩展阅读)

荷瘤动物模型

  • 在体动物模型能更好地反应体内肿瘤耐药现象的形成,多药耐药动物模型的建立,是研究肿瘤细胞多药耐药形成机制的,体内试验所必须的基础
  • 最常用的实验动物模型是小鼠和大鼠

移植型

  • 直接将耐药细胞株或者肿瘤组织接种到动物体内的方法
  • 取对数生长期细胞消化、制备成悬浮液,注射到健康小鼠的腋下
  • 建立的移植瘤细胞的耐药倍数与体外培养的相比差距不大
  • 优点:周期短且成瘤率高,创伤面积小、易于重复、操作简单易行,肿瘤位于浅表方便观察、耐药性稳定、个体差异小、实验周期短等优点
  • 缺点:用于移植的耐药株耐药指数越高,在动物体内的致瘤率就越低

诱导型

  • 仿照人体多药耐药形成的过程
  • 将小鼠肉瘤细胞株移植到小鼠体内,先建立小鼠荷瘤模型
  • 再利用小剂量诱导法,注射诱导剂,反复给药,持续8周
  • 克服了一些方案导致的荷瘤小鼠死亡率高的优点,弥补了化疗作用的因素过于复杂,以至于无法获取相对一致的模型的劣势
  • 缺点:这种方法建立的模型肿瘤细胞耐药的倍数不高,不适合建立要求耐药倍数高的动物模型

评估模型建立是否成功

倍增时间测定

细胞形态学观察

  • 光学显微镜
  • 透射电镜
  • 观察细胞形态和超微结构的变化

生长曲线测定

  • 台盼蓝染色活细胞技术绘制生长曲线
  • 计算并检测细胞倍增时间,计算细胞群体倍增时间,计算集落生成率
  • 进行细胞的染色体分析,计算细胞的染色体数和平板克隆形成率

耐药倍数测定

  • 用一种化疗药物培养建立的多药耐药细胞株,一般需要选取同种、同类及不同类型的其他化疗药物,检测细胞的敏感性
  • 常用于筛选耐药的抗肿瘤药物
    • 紫杉醇
    • 多柔比星
    • 5-FU
    • 吉西他滨
    • 顺铂
  • 耐药性一般使用耐药倍数表示,实验常用MTT法进行检测

耐药标志物检测

  • 多药耐药蛋白:P-gp,MRP1,肺耐药相关蛋白LRP,乳腺癌耐药相关蛋白BCRP等
  • 其他标志性恶性功能分子
    • TOPO Ⅱ
    • 存活素survivin
    • 谷胱甘肽转移酶-π,GST-π
    • 基质金属蛋白酶MMP
    • 雌激素受体ER、孕激素受体PR
  • 检测方法
    • 荧光法检测外排蛋白的底物积累
    • PCR法检测功能分子基因表达
    • 免疫印迹法、流式细胞术检测蛋白表达

耐药机制的检测

  • 耐药相关蛋白高表达,P-gp,MRP1,肺耐药相关蛋白LRP,乳腺癌耐药相关蛋白BCRP等
  • 影响药物代谢
  • 影响药物作用的靶点
  • 细胞凋亡受到抑制
  • 诸多的明星信号通路
  • DNA修复
  • PKC
  • 微管相关蛋白
  • 体内激素
  • 肿瘤血管形成
  • 线粒体凋亡

研究耐药的高通量研究方法

基因组学

转录组学

蛋白组学

代谢组学

  • 知名度和影响力相对逊色,但作用不容忽视
  • 细胞的代谢模式在细胞癌变后会发生显著的改变,因此肿瘤细胞的代谢特性已经成为肿瘤细胞的重要特征
  • 肿瘤细胞在发生耐药之后,其代谢特性还会发生进一步的改变
  • 相同的药物作用于敏感细胞和耐药细胞,可以产生不同的代谢变化,因此,通过测定药物作用后代谢组学的变化,可以分析肿瘤细胞是否对药物产生耐药
  • 可以作为一种预测方法,对病人化疗敏感心和耐药作出预测和判断
  • 举例:有研究人员应用NMR和气相色谱质谱对伊马替尼不同敏感性的人慢性粒细胞性白血病肿瘤细胞的研究,发现当使用伊马替尼时,肿瘤敏感细胞株种的葡萄糖Glu摄入减少,乳酸盐产生也减少,氧化性的三羧酸循环TCA得到了改善;而在耐药细胞中,仍然保持了较高的糖酵解代谢表型,以及高葡萄糖摄取和乳酸的产生
  • 此外,在耐药细胞中,通过G6PD氧化13C-Glu,而合成的RNA的量下降,但是经过非氧化的、转羟乙醛酶途径所合成的RNA的量增加;在耐药细胞和敏感细胞中,RNA的氧化和非氧化性核糖比存在明显差异,这种差异可以作为早期marker,预测肿瘤对化疗的敏感性
  • 代谢组学的不足和缺点:研究手段的局限性,不同个体代谢产物之间受到食物和环境影响比较大
  • 在个体化用药指导,以及耐药和药物读物监测中的应用会越来越广泛的,在基础和临床间架起桥梁
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  1. 1. 肿瘤耐药的基本概念
  2. 2. 介导肿瘤耐药的关键分子
    1. 2.1. 影响药物转运和外排的转运蛋白
      1. 2.1.1. P-gp
      2. 2.1.2. 多药耐药相关蛋白MRP
      3. 2.1.3. 乳腺癌耐药蛋白BCRP
      4. 2.1.4. 肺耐药蛋白LRP
      5. 2.1.5. 总结
    2. 2.2. 介导肿瘤耐药的酶分子
      1. 2.2.1. 谷胱甘肽巯基转移酶GST
      2. 2.2.2. DNA拓扑异构酶-2 TOPO-2
      3. 2.2.3. 蛋白激酶C PKC
    3. 2.3. 细胞凋亡相关基因
    4. 2.4. 其他类别的分子
  3. 3. 肿瘤耐药的信号通路
    1. 3.1. 自噬通路
      1. 3.1.1. HSF-1介导的自噬能促进肿瘤的耐药
      2. 3.1.2. ROS介导的自噬促进肿瘤的耐药
      3. 3.1.3. 细胞自噬抑制Met逆转肿瘤耐药
    2. 3.2. PI3K-Akt信号通路
      1. 3.2.1. Akt
    3. 3.3. NF-κB信号通路
    4. 3.4. MAPK信号通路
      1. 3.4.1. Erk通路/经典通路
      2. 3.4.2. JNK-MAPK通路
    5. 3.5. 总结
    6. 3.6. HIF-1信号通路和表观遗传学修饰
  4. 4. 肿瘤耐药的研究手段和方法
    1. 4.1. 多药耐药的肿瘤细胞株
      1. 4.1.1. 药物浓度递增法
      2. 4.1.2. 大剂量冲击法
      3. 4.1.3. 大剂量冲击结合药物浓度递增法
      4. 4.1.4. 转基因结合药物筛选法
      5. 4.1.5. 三维细胞培养法(扩展阅读)
      6. 4.1.6. 化学诱变剂(扩展阅读)
      7. 4.1.7. 射线照射法(扩展阅读)
    2. 4.2. 荷瘤动物模型
      1. 4.2.1. 移植型
      2. 4.2.2. 诱导型
    3. 4.3. 评估模型建立是否成功
      1. 4.3.1. 倍增时间测定
      2. 4.3.2. 细胞形态学观察
      3. 4.3.3. 生长曲线测定
      4. 4.3.4. 耐药倍数测定
      5. 4.3.5. 耐药标志物检测
      6. 4.3.6. 耐药机制的检测
    4. 4.4. 研究耐药的高通量研究方法
      1. 4.4.1. 基因组学
      2. 4.4.2. 转录组学
      3. 4.4.3. 蛋白组学
      4. 4.4.4. 代谢组学
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