PARP抑制剂抗肿瘤机制和耐药机制研究.pdf

PARP抑制剂抗肿瘤机制和耐药机制研究

聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（poly（ADP-ribose）polymerase,PARP）抑制剂

是基于协同致死作用的新型小分子靶向药物。目前已有4个PARP抑制剂先后获

批上市,在卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌等治疗中取得巨大成功,在抗肿瘤领域占有重

要地位。

然而,PARP抑制剂的抗肿瘤机制尚未完全阐明,如PARP1-DNA捕获理论

（PARP1-DNAtrapping）存在争议;同时肿瘤对PARP抑制剂将不可避免地产生耐

药性,从而导致治疗失败,目前对其耐药特性和机制仍缺乏全面了解。因此,本课

题系统地研究了PARP抑制剂的抗肿瘤作用机制,阐明了决定PARP抑制剂药效的

关键因素,开发了更有效的高通量分子筛选模型。

同时,对BRCA2缺陷胰腺癌Capan-1细胞的PARP抑制剂耐药机制进行了研究,

发现了BRCA2内含子新突变和凋亡耐受的耐药新机制,为PARP抑制剂的临床开发

与应用、耐药克服和预防提供了新的思路。在抗肿瘤机制研究方面,对决定PARP

抑制剂药效的关键因素进行了探索,阐明了细胞杀伤作用、PARP1-DNA捕获强度、

酶活抑制能力三者之间的关系。

首先,发现了PARP抑制剂的PARP1-DNA捕获强度与其细胞毒性的相关性不强。

采取三种不同策略,包括不同PARP抑制剂同一浓度、同一PARP抑制剂不同浓度

以及不同PARP抑制剂的ICsub50/sub条件下,进行PARP1-DNA捕获与细胞毒

性的相关性研究,均发现PARP抑制剂的细胞毒性不取决于PARP1-DNA捕获强度。

其次,发现PARP抑制剂细胞毒性依赖于细胞内PARP酶活性。我们构建了尤

文氏瘤细胞的PARP1敲除株,然后稳定回补野生型PARP1（WT）、酶活缺失型的点

突变PARP1（E988K）、以及不同酶活强度的PARP1突变体。

在亲本细胞、PARP1敲除细胞以及12株PARP1突变体细胞中,我们对细胞内

PARP酶活强度、PARP抑制剂对酶活抑制能力、PARP1-DNA捕获强度与PARP抑制

剂细胞毒性的关系进行了系统研究,发现PARP抑制剂的细胞毒性与不同细胞内

的PARP酶活相关性最强（r=-0.70;p=0.0052）,与PARP1-DNA捕获能力的相关性

明显弱于PARP酶活（r=-0.58;p=0.0284）,而与酶活抑制能力的相关性最弱

（r=-0.13;p=0.72）。此外,PARP1-DNA捕获也与细胞内PARP酶活高度相关

（r=0.82;p=0.0003）,与酶活抑制能力相关性较低（r=0.35;p=0.33）。

经典的基于组蛋白为底物的ELISA模型测得的不同PARP抑制剂抑制PARP1

酶活能力与其细胞毒性缺乏相关性（r=0.3898;p=0.4245）。我们构建了两个荧光

各向异性（FA）分子模型,并用DNA双链损伤荧光各向异性模型（DSB-FA模型）

测试了不同PARP抑制剂抑制PARP1-DNA解离的ECsub50/sub,与17株敏感

肿瘤细胞的ICsub50/sub的均值相关性分析,发现除Niraparib之外,在其他

5种PARP抑制剂中两者具有极高的线性相关性（r=0.9984;plt;0.0001）。

我们推测PARP抑制剂通过抑制PARP1的自身PAR化,使之不能从DNA上解离

下来,从而增加PARP1-DNA结合能力,与其细胞水平的药效相关性最强,强于

PARP1-DNA捕获。最后,我们对两种FA模型以及现有PARP抑制剂分子评价模型

进行比较分析,发现DSB-FA模型是一种新型、高效、快速、稳定、低成本、无放

射性污染并与细胞水平药效相关性最高的PARP抑制剂分子筛选模型。

在耐药特性和机制研究方面,本研究通过浓度递增诱导的方式分别构建了

Capan-1对PARP抑制剂Olaparib（OP）、Simmiparib（SP）和Talazoparib（TP）

的耐药细胞,分别命名为Capan-1/OP、Capan-1/SP和Capan-1/TP。细胞生物