软骨肉瘤是一种骨的恶性软骨肿瘤,对放射治疗和化学治疗有抵抗力。细胞周期蛋白依赖性激酶 4 (CKD4) 在人类癌症中高度表达,而 CDK4 抑制剂爱博新/帕博西尼已在 FDA 批准下用于癌症治疗药物的临床应用。然而,CDK4的水平和软骨肉瘤的治疗可能性需要进一步探索。因此,我们旨在研究爱博新/帕博西尼在软骨肉瘤中的 CDK4 水平和伴随的治疗效果。
方法
我们使用免疫组织化学分析来评估软骨肉瘤组织中人 CDK4 的产生。采用MTT、创面愈合、transwell和流式细胞仪检测siRNA或帕博西尼对CDK4表达对软骨肉瘤细胞增殖、侵袭、迁移、凋亡和周期阻滞的抑制作用。通过蛋白质印迹和免疫荧光测定确定CDK4 / Rb信号通路。通过体内生物发光成像确定帕博西尼对骨内肿瘤生长的抑制作用。
结果
发现 CDK4 在人类软骨肉瘤样本中显着表达。CDK4水平升高与软骨肉瘤患者的恶性转移和不良预后相关。CDK4 在人软骨肉瘤细胞系中也高度表达,特异性 siRNA 和 palbociclib 对其的抑制导致细胞增殖减少,同时伴随着 Rb 的磷酸化。此外,palbociclib 还通过 CDK4/Rb 信号通路诱导细胞周期停滞在 G1 期并减少细胞迁移和侵袭。体内给药 palbociclib 可以减少软骨肉瘤的肿瘤负荷。
结论
总之,这些数据突出了 CDK4 抑制剂,如爱博新/帕博西尼,作为治疗人类软骨肉瘤的潜在有希望的疗法。
在骨和软组织肉瘤中,例如骨肉瘤、脂肪肉瘤、横纹肌肉瘤和脊索瘤,CDK4 的扩增与预后不良有关。在软骨肉瘤中,先前的研究报道 CDK4 的表达与患者样本和细胞系中的高级别软骨肉瘤相关,这表明在软骨肉瘤的发病机制和治疗中起重要作用。与这些发现一致,在我们的研究中,在大多数测试的组织样本中都观察到了 CDK4 的表达。对软骨肉瘤临床病理特征与CDK4表达关系的进一步研究表明,CDK4表达与临床上软骨肉瘤患者的治疗预后密切相关。
以前对横纹肌肉瘤的研究表明,CDK4 对肉瘤细胞的存活和生长至关重要,其中 CDK4 的敲低导致横纹肌肉瘤的增殖消失。在软骨肉瘤中,先前的研究表明,shRNA 介导的 CDK4 表达下调导致 OUMS27、SW1353 和 CH2879 细胞系的细胞活力和生长显着减弱。与这些发现一致,我们还在所有研究的软骨肉瘤细胞系(CS-1 和 SW1353)中显示 CDK4 的阳性染色,通过免疫荧光染色表明 CDK4 的细胞核位置。通过使用 siRNA 特异性敲低 CDK4 表达,软骨肉瘤细胞的生长和 Rb 的磷酸化均受到抑制。我们还注意到CDK4 siRNA转染可以显着消除CS-1和SW1353细胞中下游Rb分子的磷酸化水平。
爱博新/帕博西尼靶向 CDK4 的 ATP 结合位点,是第一个临床批准的抗肿瘤 CDK4 抑制剂。最近,它被研究作为骨和软组织肉瘤的靶向治疗,如骨肉瘤、脊索瘤、滑膜肉瘤因其可用于(前)临床使用。在我们的研究中,在培养系统中添加帕博西尼会导致抑制细胞增殖并降低 pRb 的表达。由于帕博西尼的治疗通常有助于抑制 CDK4 活性而不是表达水平,我们使用蛋白质印迹分析表明帕博西尼未能影响 CDK4 水平,同时显着降低 pRb 表达。总的来说,我们说明 CDK4 表达的减弱可以以 CDK4/Rb 依赖性方式抑制软骨肉瘤细胞增殖。
此前,对 CDK4 的研究报道,CDK4 主要通过细胞周期进程中从 G1 期到 S 期的强化转变发挥其功能作用。因此,我们检查了细胞周期和细胞凋亡,以探索 CDK4 消除后软骨肉瘤细胞增殖停滞的可能调节机制。获得的结果表明,CDK4消除后软骨肉瘤细胞在G1期受到抑制,CDK4抑制有效地促进了显着的细胞凋亡。因此,表明通过帕博西尼治疗抑制 CDK4 通过 G1 细胞周期阻滞增强促进细胞凋亡来减轻软骨肉瘤细胞的存活和增殖。帕博西尼可能是治疗软骨肉瘤的有希望的候选药物。
总的来说,我们展示了 CDK4 在软骨肉瘤中的显着阳性表达。此外,CDK4的表达增强与软骨肉瘤患者的恶性转移和不良预后密切相关。CDK4 的衰减通过下调 CDK4/Rb 信号通路抑制软骨肉瘤细胞活力。爱博新/帕博西尼还可以诱导细胞周期停滞和细胞凋亡,以及抑制软骨肉瘤细胞的迁移和侵袭。这种抑制作用也可以在体内观察到。我们的结果表明 CDK4 在软骨肉瘤治疗过程中作为潜在治疗靶点的重要作用。此外,爱博新/帕博西尼可以作为未来临床治疗软骨肉瘤的新型且有希望的候选药物。
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