全球范围内,癌症的发病率和死亡率正在上升,其中肺癌是主要类型之一,占所有癌症病例的11.6%(Siegel等人,2024年)。NSCLC是最主要的亚型,占肺癌病例的80-85%。晚期肺癌通常采用放疗和药物治疗的组合疗法,包括化疗、分子靶向治疗和免疫治疗。大约一半的晚期非小细胞肺癌患者存在表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶结构域的体细胞变化(Reck和Rabe,2017年)。EGFR酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)在治疗EGFR突变型NSCLC方面非常有效,显著提高了EGFR突变患者的生存机会和生活质量(Fu等人,2022年)。基于多项大规模国际多中心临床研究(包括AURA和FLAURA试验)的证据,对于具有EGFR激活突变(如外显子19缺失、L858R替换和获得性EGFR T790M突变)的晚期非小细胞肺癌患者,第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂——尤其是奥西替尼——已被广泛用作一线治疗药物(Soria等人,2018年;Ramalingam等人,2020年)。然而,尽管大多数接受奥西替尼治疗的NSCLC患者获得了显著的临床益处,但对第三代EGFR-TKIs(包括奥西替尼)的耐药性是不可避免的。这种耐药性的机制非常复杂,而目前的耐药后治疗选择有限。这对具有EGFR突变的晚期NSCLC患者的疗效有着重大影响(Ramalingam等人,2020年;Rotow和Bivona,2017年)。因此,深入研究第三代EGFR-TKIs(包括奥西替尼)耐药性的分子机制,以及开发和识别新的治疗策略以逆转EGFR-TKI耐药性,具有重要的科学意义和临床价值。尽管基于铂类的化疗仍然是晚期NSCLC治疗的基石,尤其是在靶向治疗失败后,但其临床疗效往往受到内在或获得性药物耐药性和累积毒性的限制(Shah等人,2018年)。此外,单独使用化疗很少能在原癌基因驱动的NSCLC患者中实现持久的疾病控制,这突显了迫切需要更有效的联合治疗策略。
最近的临床和临床前研究已经确定了奥西替尼耐药性的多种机制;然而,相当一部分患者的耐药机制仍不清楚。根据当前的研究,奥西替尼耐药机制主要分为EGFR依赖性和EGFR非依赖性机制。然而,已知的耐药机制仅解释了一小部分病例,仍有大量患者的耐药机制尚未明确(Passaro等人,2021年)。因此,要在临床实践中开发有效的耐药治疗策略,需要进一步研究奥西替尼耐药性的潜在机制。
肿瘤上皮细胞会经历上皮-间质转化(EMT),这一过程通过使细胞失去极性和细胞间连接并转变为具有更强迁移能力的间质表型,从而增加肿瘤的侵袭性和耐药性(Lu等人,2020年;Shi等人,2019年)。Notch1信号系统是一种保守的进化过程,调节细胞增殖、分化、程序性细胞死亡和命运决定(Qian等人,2020年)。它在胚胎发育和细胞分化中起着关键作用。在哺乳动物中,该通路涉及五个配体(Dll1、Dll3-4、Jagged1-2)和四个Notch受体(Notch1-4)(Zhou等人,2022年)。Notch受体是高度保守的单次跨膜蛋白,分布在细胞表面。配体与Notch受体的细胞外区域结合后,通过ADAM家族蛋白酶和γ-分泌酶的顺序蛋白水解作用,释放出Notch细胞内域(NICD)。NICD进入细胞核后与CSL转录因子结合形成活性转录复合物,随后招募额外的共激活因子,驱动下游靶基因(如Hes和Hey)的表达(Aggarwal等人,2021年)。Notch1的表达与肿瘤标本中的EMT生物标志物表达相关。Notch1通过其启动子中的E-box间接抑制E-钙粘蛋白基因的表达,从而诱导EMT表型。Notch1信号通路在调节EMT中起着关键作用(Jue等人,2017年)。此外,越来越多的证据表明,在暴露于EGFR-TKI治疗的EGFR突变肺腺癌细胞中,Notch信号通路的异常激活或改变可能导致组织学向小细胞肺癌的转化(Koba等人,2021年)。在EGFR突变型NSCLC肿瘤中,奥西替尼治疗后Notch1和HES1表达上调,抑制Notch1可以在体外和体内减少奥西替尼耐药性。这些结果表明,针对Notch1可能是治疗EGFR突变型NSCLC的有效策略(Takahashi等人,2023年)。此外,Notch1信号通路还与NSCLC的转移潜力有关,包括罕见但具有临床意义的颅骨或颅内转移(Turner等人,2016年)。除了NSCLC之外,Notch1的改变还与其他类型的肺癌的疾病进展和治疗耐药性相关,突显了其在肺癌亚型中的广泛相关性(Nguyen等人,2024年)。重要的是,新的证据表明,Notch信号驱动的EMT和治疗耐药性不仅限于上皮肿瘤。最近的研究表明,Notch通路的异常激活也促进了间质恶性肿瘤(如肉瘤)的肿瘤进展、细胞可塑性和化疗耐药性(Nguyen等人,2024年)。这些观察结果强调了Notch1作为肿瘤侵袭性和治疗耐药性的关键介质的临床重要性,表明靶向这一通路可能不仅对NSCLC有影响,也对更广泛的肺癌类型有影响。
近年来,从传统草药植物中提取的天然化合物因其强大的抗肿瘤活性和相对较低的副作用而受到越来越多的关注(Liu等人,2019年;Li等人,2021a)。小檗碱(BER)是一种异喹啉生物碱,是Coptis chinensis的主要活性成分,已被广泛用于治疗胃肠道疾病(如胃炎和肠道感染),且毒性极低。现代研究还揭示了其广泛的药理特性,包括抗癌和心脏保护作用(Tabeshpour等人,2017年;Zou等人,2017年;Gong等人,2020年)。据报道,小檗碱对多种癌症(如胰腺癌、宫颈癌、结直肠癌、乳腺癌和卵巢癌)具有强大的抗肿瘤作用(Xiong等人,2022年)。研究表明,小檗碱通过增强凋亡和自噬、抑制细胞周期、调节细胞增殖以及触发线粒体功能障碍来影响肺癌细胞的生命周期,从而发挥其抗癌作用。因此,小檗碱已成为天然产物抗癌研究的热点(Rauf等人,2021年)。然而,小檗碱与奥西替尼联合使用是否可以通过调节Notch1信号通路产生协同抗肿瘤效果并减轻奥西替尼相关的毒性,仍有待进一步研究。
本研究旨在了解NSCLC细胞中奥西替尼耐药性的分子机制,并探讨小檗碱与奥西替尼联合使用对已产生奥西替尼耐药性的细胞的抗癌效果。我们首先观察了奥西替尼耐药NSCLC细胞及其亲本细胞中Notch1信号通路的表达情况,以探讨Notch1在奥西替尼耐药性中的可能作用。其次,研究了小檗碱与奥西替尼联合使用对奥西替尼耐药细胞的影响,重点关注生物学行为的变化。我们的目标是确定小檗碱是否可以通过下调Notch1信号通路和抑制耐药细胞中的EMT过程来恢复奥西替尼的敏感性。总之,本研究不仅探讨了NSCLC细胞中奥西替尼耐药性的分子机制,还为小檗碱作为奥西替尼耐药性逆转剂的潜力提供了实验依据。这为将小檗碱与奥西替尼联合使用作为辅助治疗策略提供了理论基础,为临床管理奥西替尼耐药性NSCLC提供了新的治疗方法和药物组合策略。