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靶向IL17A增强Everolimus治疗小儿肉瘤的抗癌效果

期刊:Molecular Cancer TherapeuticsDOI:10.1158/1535-7163.mct-23-0342

这篇文章为类型a。


作者:文章的主要作者包括Dan Huang, Zhipeng Wu, Zhengyi Wu, Nuoya Li, Liang Hao, Kuangfan Li, Junquan Zeng, Bingbing Qiu, Shouhua Zhang, 和Jinlong Yan,隶属于中国江西省南昌大学及其相关附属医院的多个科室。该研究发表在《Molecular Cancer Therapeutics》期刊的2024年5月(第23卷第5期,721–732页)。

学术背景:

研究领域:本研究属于癌症治疗领域,具体针对小儿恶性肿瘤——肉瘤(pediatric sarcoma)的治疗。

研究动机:小儿肉瘤,如横纹肌肉瘤(Rhabdomyosarcoma, RMS)、尤文氏肉瘤(Ewing sarcoma, ES)和横纹状瘤(Rhabdoid tumor, RT),具有恶性程度高、增长迅速的特点。虽然手术、放化疗是常见的治疗手段,但对于晚期病例的预后仍然较差。此外,传统的化疗药物如环磷酰胺虽然常被使用,但其毒性较高,可能引发骨髓抑制及肝脏、肾脏等组织损伤。因此,探索新的治疗策略成为该领域的重要课题。

背景知识:Everolimus是一种mTOR抑制剂,临床上已被用于治疗儿童高级别肾细胞癌,但其在小儿肉瘤背景下的研究仍较为有限。已有研究证实,mTOR信号通路在小儿肉瘤的发病中发挥重要作用。

研究目标:本研究旨在验证Everolimus在小儿肉瘤模型中的抗肿瘤作用,以及这一过程是否与IL17A的产生相关,并探讨通过联合Secukinumab(一种针对白介素17A的单克隆抗体)能否增强Everolimus的抗肿瘤效果。


研究流程:

建立RMS患者来源的异种移植模型(Patient-Derived Xenograft, PDX): - 样本来源:肿瘤样本取自一名4岁女性胚胎型横纹肌肉瘤患者。所有实验均按照《赫尔辛基宣言》开展,并获得患者监护人书面知情同意。 - 建模过程:肿瘤组织切为3mm³大小的颗粒后,移植至BALB/c裸鼠的肩胛前区。P1代肿瘤移植后,待其体积达到800mm³,再分离后移植至更多健康裸鼠中,生成P3及P4代PDX模型。

体内实验中的药物疗效评估: - 分组与药物处理:P4代PDX模型按随机分组分为环磷酰胺组、Everolimus组、环磷酰胺+Everolimus联合组和对照组,每组包含6只小鼠;分别给予对应药物处理。 - 数据收集:通过测量肿瘤体积、动物体重,以及组织毒性相关数据,评估药物安全性与疗效。

体外实验的细胞研究: - 细胞培养:从横纹肌肉瘤和尤文氏肉瘤病人处分离的细胞系A-204和A-673被分别培养用于研究。研究组分为Everolimus处理组、Secukinumab组、Everolimus+Secukinumab联合组和对照组。 - 主要实验: 1. 采用CCK8细胞增殖分析检测药物的细胞毒性。 2. 使用ELISA检测细胞培养液中IL17A浓度。 3. 通过免疫荧光与定量聚合酶链式反应(qPCR)评估IL17A的表达水平。 4. 「Western Blot」分析mTOR及IL17A相关信号蛋白的表达。

联合用药研究: - 通过体内(CDX和PDX小鼠模型)与体外(细胞实验)联合Everolimus与Secukinumab治疗,探索二者协同作用的效果及分子机制。


研究结果:

PDX模型中的抗肿瘤效果: - Everolimus显著抑制了肿瘤生长,减少了Ki67阳性细胞比例(反映细胞增殖指标),降低了肿瘤微血管密度(CD31检测),说明其有效抑制了肿瘤的增殖和血管生成。 - 然而,与传统药物环磷酰胺相比,Everolimus的抗肿瘤效果仍然有限。 - 重要发现:Everolimus处理后,肿瘤组织中IL17A的表达显著上调。这提示IL17A可能是限制其抗肿瘤效果的关键因素。

IL17A在体内与体外的作用: - 体外研究显示,Everolimus不仅能剂量依赖性地抑制肉瘤细胞的增殖,还强烈促进IL17A及其受体(IL17RA)的表达。 - Western Blot分析表明,Everolimus抑制了mTOR信号通路中的S6K1磷酸化,同时也明显增强了与IL17信号相关的STAT3磷酸化。

联合用药的协同作用: - Secukinumab单独处理对肉瘤细胞增殖有抑制作用,但与Everolimus联合使用时,表现出更强的协同抑制作用(CI值 < 0.9)。 - 联合治疗显著下调了肿瘤组织及细胞中IL17A与STAT3的表达水平,同时不影响Everolimus对mTOR信号的抑制作用。


结论与意义:

结论: 1. Everolimus通过抑制mTOR信号通路,具有抗小儿肉瘤的作用,但其疗效受到IL17A上调的限制。 2. IL17A可能通过激活STAT3信号促进肿瘤细胞存活,并抵消Everolimus的抗肿瘤效果。 3. 与Secukinumab联合治疗能消除IL17A的不良作用,从而显著增强Everolimus的疗效。

意义: 1. 本研究揭示了Everolimus在小儿肉瘤治疗中的局限性及其潜在抵抗机制。 2. 提出了针对IL17A的联合治疗策略,为小儿恶性肉瘤的精准治疗提供了新的思路。 3. 本研究在体内和体外层面验证了联合用药的有效性,具有重要的科学价值及潜在的临床应用前景。


研究亮点:

  1. 创新性:研究首次系统评估了Everolimus在小儿肉瘤中的抗肿瘤作用及IL17A的调节作用。
  2. 协同性:验证了联合抑制IL17A(通过Secukinumab)显著增强Everolimus抗肿瘤效果的疗效。
  3. 技术方法:通过PDX模型和体外细胞实验相结合,可更高效地模拟真实的肿瘤环境,具备较高的转化医学价值。
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