Investigating the role of NRF2 in promoting radioresistance in oral squamous cell carcinoma.

研究 NRF2 在促进口腔鳞状细胞癌放射抗性中的作用。

• 批准号: 10164755
• 负责人: Ryan Mary Murphy
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: UNIV OF NORTH CAROLINA CHAPEL HILL
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-07-01 至 2021-11-27
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10164755
• 关键词: Alleles; American Cancer Society; Antioxidants; Apoptosis; Automobile Driving; Biological Assay; Cancer Biology; Cancer Model; Cancer Patient; Cell Line; Cell Proliferation; Cell Survival; Cells; Cessation of life; Chemicals; Clinical; Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats; DNA Damage; Data; Disease Progression; Drug Targeting; Embryo; Enterobacteria phage P1 Cre recombinase; Exposure to; FDA approved; Fibroblasts; Foundations; Gene Expression; Genetic; Genetic Transcription; Genetically Engineered Mouse; Goals; Grant; Head and Neck Squamous Cell Carcinoma; Human; Immunohistochemistry; In Vitro; Keratin; Knock-in; Literature; Malignant Epithelial Cell; Malignant Neoplasms; Malignant neoplasm of lung; Mass Spectrum Analysis; Measures; Mediating; Metabolic stress; Methods; Modeling; Mouse Protein; Mus; Mutate; Mutation; NF-E2-related factor 2; Oral; Oral cavity; Outcome; Oxidative Stress; Pathway interactions; Patient-Focused Outcomes; Patients; Pharmacology; Phase; Phenotype; Phosphotransferases; Prognosis; Proteins; Publishing; Radiation; Radiation Protection; Radiation therapy; Radiobiology; Radiosensitization; Reactive Oxygen Species; Regulation; Resected; Resistance; Role; Signal Transduction; Survival Rate; Techniques; Testing; Training; United States; Unresectable; Work; cancer cell; cancer genetics; cancer initiation; cancer type; chemical carcinogen; clinically relevant; druggable target; effectiveness testing; effectiveness validation; experimental study; improved; in vivo; inhibitor/antagonist; keratinocyte; kinase inhibitor; knock-down; live cell imaging; malignant mouth neoplasm; mortality; mouse model; mouth squamous cell carcinoma; mutant; neoplastic cell; prevent; programs; promoter; radiation resistance; resistance mechanism; small molecule; standard of care; targeted treatment; therapy resistant; transcription factor; transcriptome sequencing; treatment comparison; tumor; tumor growth

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT:    Constitutively active NRF2 signaling is associated with radiation resistance and poor patient outcome in several  cancer  types,  including oral  squamous  cell  carcinoma  (OSCC).  NRF2  is  a  transcription factor  which  drives  the  phase II antioxidant gene expression program. In cancer, NRF2 is frequently mutated to become constitutively  active,  resulting  in  protection  from  oxidative  and  metabolic  stress,  thereby  driving  radioresistance.  The  established role of NRF2 in promoting radioresistance makes it an attractive drug target to treat cancer patients.  Our group generated the first clinically relevant NRF2 mutant (Nrf2E79Q) GEMM to evaluate the role of NRF2 in  cancer  initiation,  progression  and  therapeutic  resistance.  My  preliminary  data  show  that  mouse  embryonic  fibroblasts  (MEFs)  derived  from  our  Nrf2E79Q  GEMM  have  increased  cell  viability  and  proliferation  following  radiation treatment compared to those with wild-­type NRF2. These findings are consistent with the literature and  demonstrate  that  NRF2  protects  cells  from  oxidative  stress  and  radiation.  Through  genetic  crossing,  we  have  isolated  NRF2  expression  to  the  oral  cavity  and  will  induce  OSCC  by  treating  the  mice  with  a  chemical  carcinogen.  For  my  thesis project,  I  will  study  the role  of  NRF2  in  OSCC   in  vivo  and  in  vitro using  tumor  cells  derived  from  our  model,  analyzing  cell  viability,  cell  proliferation,  and  gene  expression  differences  between  Nrf2E79Q and wild-­type upon radiation treatment. I hypothesize that NRF2 promotes resistance to radiation  in  oral  squamous  cell  carcinoma  and  inhibiting  NRF2  will  mitigate  this  resistance.  Despite  extensive  evidence  of  a  negative  impact  of  NRF2  activity  on  clinical  outcome,  there  remains  no  FDA  approved  NRF2  inhibitors. As a transcription factor, NRF2 is inherently difficult to directly target. Therefore, we sought to identify  druggable targets—specifically kinases—that regulate NRF2. To this end, we performed a high-­throughput live  cell  imaging  chemical  screen  using  the  Published  Kinase  Inhibitor  Set  (PKIS).  I  have  validated  numerous  hits  from the screen as NRF2 inhibitors, including compounds with strong selectivity to multiple PI3Ks. In addition to  studying  the  role  of  NRF2  activation  in  oral  keratinocytes  and  OSCC,  my  thesis  work  will  also  test  the  effectiveness of these inhibitors in sensitizing Nrf2E79Q OSCC cells to radiation. Further, to empower translational  relevance, I will create human isogenic cell lines with a Nrf2E79Q allele using CRISPR to study whether inhibiting  NRF2 decreases radioprotection in a human OSCC. Validation of the effectiveness of these kinase inhibitors will  bring  the  field  a  step  closer  to  targeting  NRF2  in  cancer  and  ultimately  improve    patient  outcomes.  The  work  prosed in this grant and my larger thesis will provide me with extensive and strong training in new techniques as  well as in the concepts of mouse modeling, treatment resistance, radiation biology, and targeted therapies.

项目摘要/摘要： 偶然的活动活性NRF2信号传导与辐射抗性和患者预后不良相关 癌症类型，包括口服鳞状细胞癌（OSCC）。 II期抗氧化基因表达程序。 活跃，导致氧化和代谢应激，它们可以驱动放射线 NRF2在促进放射线抗性中的确定作用使其成为信任癌症患者的有吸引力的药物靶标。 我们的小组生成了第一个临床相关的NRF2突变体（NRF2E79Q）GEMM来评估NRF2在 癌症的启动，进度和治疗性抗性。 从我们的NRF2E79Q GEMM得出的成纤维细胞（MEF）具有增加的细胞活力和增殖性。 与野生型NRF2相比，辐射处理与文献相比 证明NRF2可以通过遗传穿越来保护细胞免受氧化应激和辐射的影响。 分离的NRF2表达在OAL腔中，并通过使用化学物质处理小鼠诱导OSCC 致癌物。 从我们的模型中得出，分析细胞活力，细胞的泛滥和基因表达差异 辐射处理后，NRF2E79Q和野生型。 在口服鳞状细胞癌中，NRF2仍会减轻这种阻力 NRF2活性对临床结果的负面影响的证据，遗骸未经FDA批准的NRF2 抑制剂。 可药物特异性靶标的Kinacys-正规NRF2。 使用已发表的激酶抑制剂集（PKI）的细胞成像筛选。 从屏幕作为NRF2抑制剂中，除了多个PI3Ks的选择性 研究NRF2激活在口服角质形成细胞和OSCC中的作用，我的这项工作Wilso测试了您 这些吸入者在将NRF2E79Q OSCC细胞敏化辐射方面的有效性。 相关性，我将使用CRISPR与NRF2E79Q艾列勒（CRISPR）建立人类的等生细胞系，以研究是否抑制 NRF2在人类OSCC中降低了辐射保护。 使该领域更接近靶向NRF2的癌症，并最终改善患者的结果 在这笔赠款中，我的较大的这些都为我提供了新技术的广泛而强大的培训培训 以及小鼠建模，治疗耐药性，放射生物学和靶向疗法的概念。