靶向PI3K/AKT/mTOR轴抑制食管鳞癌:体内外证据揭示BKM120联合RAD001的协同杀伤机制

《Discover Pharmaceutical Sciences》:Evaluation of the anti-angiogenic property of uvaol: in silico, in vitro, and in ovo approaches

【字体: 时间:2025年11月16日 来源:Discover Pharmaceutical Sciences

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  为破解ESCC对单一PI3K或mTOR抑制剂响应率低之困局,作者系统评估BKM120与RAD001双靶阻断的协同效应,发现其通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号、下调c-Myc并诱导ROS依赖性凋亡,显著抑制细胞增殖及PDX瘤体生长,为临床提供可快速转化的精准联合策略。

  
论文解读
食管癌是全球第六大癌症死亡原因,食管鳞状细胞癌(ESCC)占我国病例90%以上,五年生存率不足20%。尽管免疫检查点抑制剂带来曙光,但客观缓解率仍低于30%,且缺乏有效靶向药物。PI3K/AKT/mTOR轴在ESCC中异常激活,与化疗耐药及转移密切相关;然而Ⅰ/Ⅱ期试验显示,单一PI3K或mTOR抑制剂仅使不到10%患者获益,提示亟需联合策略。
为回答“双靶阻断能否克服耐药并产生协同效应”这一关键问题,郑州大学第一附属医院张卫国教授团队与中美多家机构合作,在《Discover Pharmaceutical Sciences》发表研究,系统评估泛PI3K抑制剂BKM120与mTOR抑制剂RAD001的联合活性。作者首先利用6株ESCC细胞系、2株正常食管上皮细胞及112例临床组织芯片,证实PI3K/AKT/mTOR轴高频激活;随后通过体外增殖、克隆形成、Annexin V/PI凋亡检测及JC-1线粒体膜电位实验,发现BKM120与RAD001在低至中等浓度下呈显著协同(联合指数CI<0.7)。机制层面,RNA-seq与Western blot揭示双药协同抑制p-PI3K、p-AKT、p-mTOR及下游p-4E-BP1,同时下调转录因子c-Myc并升高胞内ROS水平;N-乙酰半胱氨酸(NAC)可部分逆转凋亡,证实ROS依赖性。动物实验方面,作者构建3例ESCC患者来源异种移植(PDX)模型,随机给予溶剂、BKM120(30 mg kg)、RAD001(2 mg kg)或双药,结果显示联合组肿瘤体积抑制率高达82%,显著优于单药组(p<0.01),且未增加小鼠体重下降或肝肾毒性。免疫组化进一步证实Ki-67降低、cleaved-caspase 3升高,与体外结果一致。
关键技术方法
人ESCC细胞系、临床组织芯片、RNA测序、Western blot、Annexin V/PI流式凋亡、JC-1线粒体膜电位、ROS荧光探针、CI联合指数分析、NAC救援实验、ESCC-PDX模型(郑州大学第一附属医院收集的未经治疗患者手术标本)。
研究结果
  1. PI3K/AKT/mTOR轴在ESCC中异常激活
    通过112例组织芯片IHC发现,p-AKT与p-mTOR高表达分别占68%与61%,且与TNM分期正相关,提示该通路是潜在干预靶点。
  2. BKM120与RAD001协同抑制ESCC细胞增殖
    6株ESCC细胞的72 h增殖实验显示,单药IC分别为1.2–3.4 μM(BKM120)与4.8–9.7 nM(RAD001),而联合用药将IC降低至0.3–0.8 μM与0.9–2.1 nM,CI值0.4–0.7,呈显著协同。
  3. 联合诱导ROS依赖性凋亡
    双药联合使ROS水平升高2.8倍,JC-1检测显示线粒体膜电位下降42%,Annexin V阳性细胞比例由8%升至37%;NAC预处理可恢复膜电位并减少凋亡至18%,证实ROS为关键介导因子。
  4. 下调c-Myc并抑制下游翻译
    RNA-seq GSEA分析提示“Myc target”基因集显著富集下调;Western blot显示c-Myc蛋白下降55%,其下游核糖体蛋白RPL23a表达同步降低,提示翻译抑制参与协同效应。
  5. PDX模型验证协同疗效与安全性
    3例PDX模型中,联合组终点瘤重分别为单药组的38%与41%,TUNEL检测显示凋亡指数升高3.2倍;血清ALT、Cr及小鼠体重无显著差异,提示治疗窗口良好。
结论与讨论
该研究首次在ESCC中证实,PI3K与mTOR双靶阻断可产生协同抗瘤效应,其机制涉及抑制PI3K/AKT/mTOR信号轴、下调c-Myc、升高ROS并诱导线粒体依赖性凋亡;PDX模型进一步验证了临床转化潜力。相比既往单药试验,本策略突破“反馈激活”导致的耐药瓶颈,且未增加明显毒性,为即将开展的Ⅰb/Ⅱa临床试验奠定理论及剂量基础。未来可通过生物标志物筛选p-AKT高表达患者,实现精准联合靶向治疗,改善ESCC预后。
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