利用鲁索替尼(ruxolitinib)为实体肿瘤的治疗

　　我们确定了批准的骨髓纤维化药物鲁索替尼 (ruxolitinib)，一种 Janus 激酶 1/2（JAK1 和 JAK2）的抑制剂，可以重新用作实体瘤的抗癌剂。鲁索替尼 (ruxolitinib)与双重 ERBB1/2/4 抑制剂协同作用以杀死乳腺癌以及肺癌、卵巢癌和脑癌细胞。击倒 JAK1/2 或 ERBB1/2/3/4 概括了靶向药物的作用。(ruxolitinib + ERBB1/2/4 抑制剂) 的组合迅速灭活 AKT、mTORC1、mTORC2、STAT3 和 STAT5，并激活 eIF2α。同时，药物组合降低了 MCL-1、BCL-XL、HSP90、HSP70 和 GRP78 的表达，并增加了 Beclin1 的表达。STAT3、AKT 或 mTOR 的活化形式可防止药物诱导的 BCL-XL、MCL-1、HSP90 和 HSP70 水平下降。分子伴侣的过度表达在药物存在的情况下维持 AKT/mTOR 活性，并保护肿瘤细胞免受药物组合的影响。显性阴性 eIF2α S51A 的表达阻止了 Beclin1 表达的增加并保护肿瘤细胞免受药物组合的影响。mTOR 活性的丧失与 ATG13 S318 磷酸化增加和自噬体形成有关。自噬体最初与线粒体共定位，随后与溶酶体共定位。抑制 Beclin1 的敲除：药物诱导的线粒体自噬；毒性 BH3 结构域蛋白 BAX 和 BAK 的激活；和肿瘤细胞杀伤。抑制凋亡诱导因子 (AIF) 可保护肿瘤细胞免受药物组合的影响，而阻断半胱天冬酶 9 信号传导则没有。该药物组合将 AIF 释放到细胞质中并增加核 AIF：eIF3A 共定位。在接下来的 35 天内，原位肿瘤对（鲁索替尼 + 阿法替尼）的 4 天短暂暴露显着降低了乳腺肿瘤的生长。再生长的肿瘤表现出高水平的 BAD S112 磷酸化和 ERK1/2 和 NFκB 的激活。我们的数据表明线粒体自噬是（鲁索替尼 + ERBB 抑制剂）致死率的重要组成部分，并且应该在实体瘤患者的 I 期试验中探索这种药物组合。

　　目前的研究旨在确定骨髓增殖性疾病药物鲁索替尼（ruxolitinib）是否可以重新用作实体瘤癌症治疗剂。我们发现，临床相关游离药物浓度的鲁索替尼与多种 ERBB1/2/4 抑制剂协同杀死肿瘤细胞，包括那些表达突变的活性 RAS 蛋白或缺乏肿瘤抑制因子 PTEN 的细胞。与药物 OSU-03012 (AR12)、索拉非尼或帕唑帕尼不同，阿法替尼和鲁索替尼均不抑制细胞保护性伴侣蛋白的 ATPase 活性，而是联合使用降低了 HSP90 和 HSP70 伴侣蛋白的表达。HSP90 和 HSP70 的蛋白质表达都降低了，这表明我们的药物组合可能在任何给定的肿瘤细胞中利用多种途径导致细胞死亡，这解释了为什么表达激活的致癌基因（如 RAS）或具有灭活的肿瘤抑制基因（如作为 PTEN，都对药物组合敏感。

　　通过（鲁索替尼 + ERBB 抑制剂）治疗杀死肿瘤细胞发生在多种肿瘤细胞类型中，包括许多遗传多样性的 GBM 和肺癌 PDX 模型。多种第一代、第二代和第三代 ERBB1/2/4 抑制剂可以与鲁索替尼相互作用杀死肿瘤细胞。我们检查的三种肿瘤细胞分离物中 ERBB1/2/3/4 蛋白表达的敲低概括了 ERBB1/2/4 抑制剂与鲁索替尼的毒性相互作用。同样，我们注意到，当与 ERBB1/2/4 抑制剂联合使用时，JAK1 和 JAK2 的联合敲低可以以细胞类型依赖性方式重现鲁索替尼的毒性作用。FDA 批准了另一种 Janus 激酶抑制剂，用于治疗类风湿性关节炎，托法替尼 (Xeljanz®）。托法替尼是一种 JAK3 抑制剂，在关节炎小鼠模型中显示出一些 JAK1 通路抑制作用。与鲁索替尼相比，托法替尼在我们的四个 PDX GBM 分离株中并未始终如一地提高拉帕替尼或 MMF 的致死率。托法替尼仅在 GBM6 和 GBM14 细胞中增强了拉帕替尼的毒性和 MMF 毒性，但在 GBM5 或 GBM12 细胞中没有增强。对于 Dent 实验室的研究人员来说，这些发现在概念上很重要，因为正如我们对 OSU-03012 (AR12) 生物学的深入分析所经历的那样，最初被认为是 PI3K 通路中 PDK-1 的抑制剂，只有通过合理的无偏见实验研究，我们才发现最终确定 OSU-03012 药物实际上是多种细胞保护伴侣蛋白的有效抑制剂，包括 GRP78、HSP90 和 HSP70 。

　　基于我们对 ERBB 家族受体的 siRNA 分析，我们在探索（鲁索替尼 + ERBB 抑制剂）杀死肿瘤细胞的分子机制的研究中的另一个共同点是通过 ERBB3 进行信号传导的重要性，ERBB3 是一种缺乏酪氨酸激酶活性但包含六个位点的受体酪氨酸磷酸化可以成为 PI3K 的 p85 SH2 结构域的受体位点。ERBB3 被 ERBB1/2/4 和 SRC 家族激酶磷酸化。ERBB3 的下游是 PI3K/AKT/mTOR 通路，并且组成型 AKT 信号或 mTOR 信号对（鲁索替尼 + ERBB 抑制剂）暴露具有保护作用。激活的 AKT 表达可以在药物暴露期间维持 BCL-XL 和 MCL-1 水平，以及维持 BAD S112/S136 的失活磷酸化。通过减少 BAD 磷酸化从而增加 BAD 活性，预计该药物组合将促进裂解 BID 和活化形式的 BAX 和 BAK 的杀伤。我们通过多重分析发现，促凋亡蛋白 BAD 在先前暴露于（鲁索替尼 + 阿法替尼）的肿瘤中被过度磷酸化，并且在丝氨酸 112 上被 ERK1/2 磷酸化；在初步研究中，药物组合将这些肿瘤细胞中的 BAD S112 磷酸化降低了约 50%；BAD 的敲低降低了（鲁索替尼 + 阿法替尼）的致死率，也降低了 BAX 的药物诱导激活。

　　从我们对药物组合暴露后重新生长的肿瘤材料的多重分析中，我们发现多种细胞保护性生长因子和细胞因子的基础表达水平已经升高。以旁分泌方式，这些因素，例如 IL-8 和 CXCL-1，作为一个整体将有助于在药物组合暴露时维持 AKT 和 mTOR 活性，以及在 HSP90/HSP70 表达减少时发挥作用维持通过 PI3K-mTOR 通路的信号传导。因此，我们得出结论，不能绝对先验地定义（鲁索替尼 + ERBB 抑制剂）暴露始终杀死所有肿瘤细胞分离株的简单、一刀切的详细机制。

　　总之，鲁索替尼（ruxolitinib） + ERBB1/2/4 抑制剂治疗可通过灭活 HSP90/HSP70-mTOR 和激活 eIF2α-Beclin1 通路，在 6-12 小时内促进自噬体和自体溶酶体的形成，从而杀死遗传多样性的肿瘤细胞。自噬诱导的 BAX 和 BAK 激活刺激 AIF 释放到细胞质中，随后在自体溶酶体中发生线粒体分解。由于 HSP70 功能/表达降低，细胞质 AIF 可以更自由地转移到细胞核，然后导致 DNA 降解和肿瘤细胞死亡。微信扫描下方二维码了解更多：