奥西替尼/奥希替尼可逆转癌细胞中ABCB1介导的耐药性

　　近年来，已显示酪氨酸激酶抑制剂 (TKI) 能够抑制 ATP 结合盒 (ABC) 转运蛋白介导的多药耐药 (MDR)。在这项研究中，我们确定一种新型的选择性、不可逆的 EGFR（表皮生长因子受体）TKI奥希替尼/奥西替尼是否可以逆转 ABC 转运蛋白介导的 MDR。结果表明，在无毒浓度下，奥希替尼显着使 ABCB1 转染和药物选择的细胞系对底物抗癌药物秋水仙碱、紫杉醇和长春新碱敏感。奥希替尼显着增加 [3H]-紫杉醇在 ABCB1 过表达细胞中通过阻断 ABCB1 转运蛋白的流出功能。相反，当 ABCB1 过表达细胞暴露于 0.3 μM 奥希替尼 72 小时时，未观察到 ABCB1 的表达水平和定位模式发生显着变化。此外，ATPase 测定显示奥希替尼刺激 ABCB1 ATPase 活性。分子对接和分子动力学模拟表明，奥希替尼在人同源ABCB1的跨膜结构域具有强而稳定的相互作用。总之，我们的研究结果表明，临床批准的第三代 EGFR TKI 奥希替尼可以逆转 ABCB1 介导的 MDR，这支持奥希替尼/奥西替尼和 ABCB1 底物的联合治疗可能是 ABCB1 阳性耐药癌症的一种新治疗策略。

　　先前的研究表明，几种小分子细胞信号抑制剂，如酪氨酸激酶抑制剂，在临床医学的耐药性中起重要作用。许多临床使用的 TKI 显着逆转 ABC 转运蛋白介导的 MDR。大约 85% 的肺癌是非小细胞肺癌。大约 15% 的晚期 NSCLC 患者患有 EGFR 突变的肿瘤。当细胞表面的 EGFR 突变并变得活跃时，它会导致癌症生长。大多数晚期肺癌最终会进展，因为肿瘤对 TKI 治疗产生抗药性。在患有 EGFR 突变的 NSCLC 并在某些 EGFR TKI 治疗中出现进展的患者中，67% 的病例有 T790M 突变，这与疾病的进展有关。T790M 是响应于 EGFR 突变的一线治疗而产生的突变。一些报道显示肺癌标本中高水平表达ABCC1和ABCC3。与小细胞肺癌 (SCLC) 相比，已报道 NSCLC 中 ABCC1 表达的高发生率。在一些肺癌标本中，检测到少量其他 ABC 转运蛋白，如 ABCB1 和 ABCG2。除了前面提到的 ABC 转运蛋白 ABCB1、ABCG2 和 ABCC1 之外，ABCC10 的表达可能被认为是紫杉醇治疗后非小细胞肺癌治疗中 MDR 的预测生物标志物。奥希替尼是一种口服的、不可逆的、突变选择性的 EGFR TKI，用于治疗转移性 EGFR T790M 阳性肿瘤患者。由于许多癌细胞可能通过不同类型的 ABC 转运蛋白产生 MDR，我们在本研究中检查了 ABCB1、ABCG2、ABCC1 和 ABCC10。

　　该研究报告说，奥希替尼/奥西替尼可以逆转 ABCB1 介导的 MDR。细胞毒性测定表明，奥希替尼显着增强了 ABCB1 底物（如紫杉醇和长春新碱）在药物选择的 KB-C2 和转染的 HEK/ABCB1 细胞中的细胞毒性。然而，高达 1 μM 的奥希替尼并未显着使亲代 KB-3-1 和 HEK293/pcDNA3.1 细胞对本研究中使用的抗癌药物敏感。此外，癌细胞对非 ABCB1 或 ABCG2 底物的化合物的不敏感性没有显着改变，这表明奥希替尼逆转 MDR 的功效对 ABCB1 和 ABCG2 具有特异性。此外，药物积累研究表明，奥希替尼显着增强了 [3H]-紫杉醇在过表达 ABCB1 的 KB-C2 细胞中。分子对接是一种可以计算蛋白质-配体复合物结合亲和力的工具。MD 模拟是一种计算复合体“运动”的技术。之前的几项研究已经揭示了一些对接良好的配体可能会在 MD 模拟中“飞”离结合口袋的问题。在这项研究中，我们在从对接结果中得出结论之前，使用 MD 模拟作为基本验证。

　　我们的结果表明，奥希替尼/奥西替尼与 ABCB1 的跨膜药物结合域强烈结合，低配体 RMSD 通过 10 ns MD 模拟表明结合位姿非常稳定。氢键相互作用和疏水相互作用都促成了奥希替尼的结合。此外，奥希替尼以浓度依赖性方式刺激 ABCB1 的 ATP 酶活性，最大刺激为基础活性的 2.61 倍，表明奥希替尼可能是 ABCB1 转运蛋白的竞争性底物。这些结果与奥希替尼与 ABCB1 底物相互作用并使 ABCB1 介导的 MDR 细胞对抗癌药物敏感的细胞毒性结果一致。奥希替尼产生的效果可能是由于 ABCB1 表达下调或 ABCB1 从质膜易位到细胞质。然而，Western印迹和免疫荧光分析结果表明ABCB1的蛋白表达和定位没有显着变化。因此，我们认为奥希替尼对 MDR 细胞中 ABCB1 的逆转作用不是由于其对 ABCB1 表达水平的影响，而是与其对外排和转运功能的抑制有关。在未来的研究中，如果可能的话，我们将找到一种直接显示细胞活力和转运蛋白活性之间联系的方法。

　　总之，奥希替尼/奥西替尼逆转 ABCB1 介导的 MDR 涉及在不干扰 ABCB1 蛋白表达的情况下抑制 ABCB1 外排功能，因此增加了某些底物在 MDR 细胞中的细胞内积累。总的来说，这项研究表明，当与奥希替尼联合使用时，常规化疗药物对 MDR 的临床反应可以得到改善。微信扫描下方二维码了解更多：