生科院胡志剛副教授-郭志剛教授課題組在細胞死亡和非小細胞肺癌治療研究取得重要進展
在腫瘤細胞內(nèi)，DNA損傷修復能力的提升能夠幫助腫瘤細胞抵抗化療藥物的作用，導致化療失效。因此，開發(fā)DNA損傷修復關鍵酶的抑制劑進行抗腫瘤治療或聯(lián)合治療，具有重要的理論和臨床意義。PARP抑制劑是FDA批準的首類針對DNA損傷修復途徑的抗腫瘤藥物，其主要應用在BRCA缺陷的乳腺癌、卵巢癌及前列腺癌等腫瘤治療中，并且基于其抗腫瘤原理提出了聯(lián)合致死的概念。但是該類藥物尚處于專利保護期，雖然進入我國醫(yī)保藥品目錄，但依然價格昂貴，且應用的腫瘤治療范圍有限。所以需要開發(fā)新型的針對DNA損傷修復途徑的抗腫瘤藥物。
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近日，生科院胡志剛-郭志剛課題組以DNA堿基切除修復途徑（BER）中的關鍵酶APE1為研究對象，利用計算機虛擬篩選和實驗相結合的方法，開發(fā)了一種以APE1為靶點的小分子抑制劑，為非小細胞肺癌治療提供了潛在藥物和開發(fā)思路。研究成果以“Small-moleculeinhibition of APE1 induces apoptosis, pyroptosis, and necroptosis in non-small cell lung cancer”為題發(fā)表在《Cell Death & Disease》上?！禖ell Death & Disease》為Nature出版集團下知名的細胞死亡及腫瘤研究相關專業(yè)期刊。2021年即時影響因子為8.11。
堿基切除修復（BER）在DNA損傷修復中發(fā)揮著重要作用，APE1是BER途徑中的關鍵限速酶，負責無嘌呤位點（AP）的切除。已報道的指出，APE1在多種腫瘤，如非小細胞肺癌(NSCLC)中高表達并與患者預后差相關，而抑制APE1的表達可增加細胞內(nèi)的DNA損傷積累進而誘導腫瘤細胞凋亡。因此APE1被認為是惡性腫瘤的重要標志物之一，可以作為開發(fā)抗腫瘤藥物的潛在靶點。在本研究中，利用一種高通量的計算機虛擬篩選技術結合體外生化實驗，根據(jù)APE1蛋白的三維結構，篩選出一種APE1小分子抑制劑。利用該抑制劑處理NSCLC細胞系A549和NCI-H460，通過免疫熒光和彗星拖尾等實驗證明其能夠抑制APE1切割酶活性從而誘導細胞內(nèi)的DNA損傷增加。進一步的實驗使用不同濃度的該抑制劑處理細胞，在細胞形態(tài)學分析發(fā)現(xiàn)其可以導致A549和NCI-H460細胞出現(xiàn)不同程度的凋亡、焦亡和壞死。在動物水平，通過構建 NCI-H460小鼠皮下成瘤模型，表明該抑制劑也能夠阻止非小細胞肺癌的進展。這些發(fā)現(xiàn)驗證了APE1作為非小細胞肺癌治療靶點的可能性，并為靶向治療非小細胞肺癌和其他癌癥的關鍵DNA修復蛋白的小分子藥物的開發(fā)提供了研究策略
APE1抑制劑誘導非小細胞肺癌細胞死亡及抑制腫瘤生長
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南京師范大學生命科學學院碩士研究生龍凱麗、李露露及博士后古麗麗為論文的共同第一作者，郭志剛教授和胡志剛副教授為論文的共同通訊作者，該研究得到了國家自然科學基金、江蘇省高校自然科學基金和江蘇省生物學優(yōu)勢學科等項目的資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41419-021-03804-7
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