一．课题背景
癌症是全球第二大死因，据WHO统计，2018年癌症导致960万人死亡，从全球情况看，近六分之一的死亡由癌症造成[1]。癌症治疗手段包括使用一种或多种方法，如外科手术、放疗、化疗、靶向治疗，其中较为常见的，即是化疗。化疗的临床疗效往往并不能达到预期，其中主要原因就是肿瘤细胞对化疗药物易产生多药耐药（multidrug resistance, MDR）。MDR 是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生耐药性，同时对功能和结构不同的其他化疗药物也产生耐药性的现象[2]。临床化疗失败的主要障碍是由于肿瘤细胞对化疗药物的多药耐药性存在，而多药耐药（MDR）产生的最重要的因素之一是药物外排蛋白在肿瘤细胞中的过度表达[3]。
于是，我们关注到ABCB1（即MDR1）是最早被发现的ABC转运蛋白亚型，也是具有最广泛表征的药物外排蛋白[4]。P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp，即ABCB1）、乳腺癌耐药蛋白（breast cancer resistance protein，BCRP）和 MDR 相关蛋白（MDR-associated protein，MRP）为ABC转运蛋白成员，其表达上调是造成 MDR 的重要原因[5-7]。当肿瘤细胞长期接触抗癌药物时, ABCB1基因被诱导扩增,ABCB1被大量表达, 其ATP结合点上连接的ATP水解后释放的能量能将抗癌药物转移到细胞外, 使细胞内蓄积药物减少, 降低作用靶点部位的药物浓度[8]。在肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的相关研究中，研究人员发现与未感染乙型肝炎病毒（hepatitis B virus, HBV）的 HCC患者比较，感染 HBV 的 HCC 患者体内 ABCB1 表达更高，提示 HBV 与 ABCB1 的高表达存在一定的相关性。乙肝病毒 X 蛋白（hepatitis B virus X protein, HBx）可上调 HepG2 肝癌细胞内 MDR 相关基因和蛋白的表达，从而促进肝癌 MDR 的产生[2]。因此，不难发现ABC转运蛋白的功能在MDR的产生过程中影响颇大。
ABC转运蛋白的工作离不开膜蛋白的功能作用，因此膜蛋白的结构组成改变对MDR的形成值得研究，而我们的着重点在膜的脂质组成上。吞噬、凋亡、细胞因子释放、囊泡形成和紧密连接功能等细胞过程需要细胞膜的萌发和弯曲，因此形成细胞膜的脂质双层的内外组成不同[9]。产生这种差异重要的因素是磷脂，其在细胞膜内脂质双层两侧之间的易位，对细胞膜的功能及活性都具有一定的影响。相关资料显示，ABC转运蛋白的分子机制可能涉及到磷脂在膜内的易位过程，其中的ABCB1可以转运各种磷脂膜成分，例如胆固醇和鞘磷脂[10-13]。脂筏（lipid raft）是定位于细胞膜中富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域（microdomain），并且可以通过内化和循环细胞表面蛋白来调节肿瘤细胞的迁移。膜蛋白从脂筏角度可以分为三类：①存在于脂筏中的蛋白质；②存在于脂筏之外无序液相的蛋白质；③介于两者之间的蛋白质，如某些蛋白在没有接受到配体时，对脂筏的亲和力低，当结合配体，发生寡聚化时就会转移到脂筏中[14-17]。由于胆固醇的存在，脂筏微区的液态有序相呈现了比周围质膜更低的流动性[18]。可以推断，脂质对膜的流动性具有极大影响，可能协同参与ABC转运作用降低胞内药物浓度。
胆固醇的代谢将会影响膜相关的药物外排作用，而本课题组在前期工作中开发了一种治疗性蛋白（PAK），其作用是可通过靶向线粒体抑制能量代谢，进而抑制胆固醇代谢过程以恢复膜的流动性。基于以上背景，我们希望在PAK调控多药耐药细胞胆固醇代谢的基础上，检测出ABC转运体在脂筏中的定位和分布，研究胆固醇在ABC转运体胞内分布。相对地，可以通过对ABC转运体分布和功能的分析，更进一步研究治疗性蛋白PAK通过介导胆固醇代谢改变对多药耐药细胞化疗敏感性的影响。
参考文献
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二．研究或解决的问题
1.在PAK调控多要耐药细胞胆固醇代谢的基础上，分析ABCB1在脂筏中定位的改变和外排活性的影响
2.通过对ABCB1分布和功能的分析，进一步研究PAK介导胆固醇代谢改变对多药耐药细胞化疗敏感性的影响
