血肿瘤屏障(BTB)是限制抗肿瘤药物治疗神经胶质瘤等颅脑肿瘤的关键,紧密连接(TJ)蛋白是BTB结构和功能的基础,MAPKs通路为参与调控TJ蛋白的关键环节。中药开窍药具有"引药上行",辅助其他药物发挥治疗的作用。课题组前期研究已证实冰片、麝香等能通过改变TJ结构,增加不易透过BTB药物的组织浓度,提高疗效。推论开窍药可能经MAPKs通路调节TJ蛋白来改善BTB的通透性,增强抗肿瘤药物的组织转运。本项目拟以动物实验观察开窍药应用前后抗肿瘤药物的治疗效应、组织生物利用度的变化以及BTB通透性、TJ蛋白分布/表达、MAPKs通路中相关因素的改变,在细胞模型中,通过拮抗相应环节,明确与MAPKs通路相关的TJ蛋白的调控机制以及开窍药对该通路的调节作用,从而阐明开窍药提高抗肿瘤药物组织转运的机制及量效、时效性,诠释并丰富其"芳香开窍,引药上行"的科学内涵,也为临床上颅脑肿瘤的治疗开辟一条新的途径。
“Kaiqiao” drugs-borneol;Blood tumor barrier;Tight junction;RAF/MEK/ERK pathway;Glioma
血肿瘤屏障(BTB)是限制抗肿瘤药物治疗神经胶质瘤等颅脑肿瘤的关键,紧密连接(TJ)蛋白是BTB结构和功能的基础,MAPKs通路为参与调控TJ蛋白的关键环节。中药开窍药是治疗脑部疾病的常用药物,具有“引药上行”,辅助其他药物发挥治疗的作用。本课题首先通过肿瘤细胞原位种植,建立C6脑胶质瘤大鼠模型,观察开窍药的代表药物—冰片对抗肿瘤药物顺铂、甲氨蝶呤脑组织生物利用度的影响及冰片对BTB通透性、TJ蛋白分布/表达影响的量效、时效关系;进一步利用C6大鼠胶质瘤细胞和人脐静脉内皮细胞(HUVEC),非接触培养建立体外BTB模型,研究冰片调控BTB渗透性、TJ蛋白的信号转导通路及分子机制。研究结果显示,C6脑胶质瘤大鼠模型上,低剂量冰片(35mg/kg)、高剂量冰片(140mg/kg)均能显著降低顺铂、甲氨蝶呤的血浆生物利用度、提高脑组织生物利用度,且存在剂量依赖趋势。同时,qPCR、western blot 及免疫组化研究显示冰片能可逆性地下调C6脑胶质瘤大鼠肿瘤区的TJ相关蛋白ZO-1、F-actin的基因及蛋白表达/分布,30-45min时作用效果最显著,120min基本恢复正常水平,但对Occludin、Claudin-5的基因和蛋白表达没有显著影响;体外BTB模型上,首先验证了能冰片能可逆性地调节BTB模型通透性及TJ蛋白ZO-1、F-actin、Claudin-5的分布和表达,进一步研究发现冰片调控TJ蛋白及BTB通透性与提高ERK MAPK信号通路的磷酸化水平相关,而与p38 MAPK及JNK MAPK信号通路没有直接的相关性。随后利用特异性抑制剂U0126和Sorafenib Tosylate,对冰片调控RAF/MEK/ERK信号通路进行深入研究,结果显示冰片可以通过增强RAF1及ERK的磷酸化水平,激活RAF/MEK/ERK信号通路,可逆性地调节BTB紧密连接蛋白ZO-1、F-actin、Claudin-5的分布和表达,进而调控BTB的通透性,呈现剂量依赖趋势。本课题明确了ERK MAPK通路对TJ蛋白表达的调控机制和冰片对该通路、TJ蛋白、BTB通透性的调节作用及量效、时效性,阐明了冰片提高抗肿瘤药物组织转运的效果和机制,丰富了冰片"芳香开窍,引药上行"的科学内涵,冀通过冰片的应用,为临床上颅脑肿瘤的治疗开辟一条新的途径。