《天然小分子化合物抑制DNA損傷修覆信號通路機制的研究》是依託清華大學，由許乃寒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：天然小分子化合物抑制DNA損傷修覆信號通路機制的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：許乃寒
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
DNA損傷造成基因組的不穩定和突變，是惡性腫瘤的基本特徵之一。特異性靶向DNA損傷修復通路中的一些關鍵信號分子是抗腫瘤藥物研發的一個重要方向。天然產物結構新穎生物學活性多樣，在其眾多的生物活性中，抗腫瘤活性是很重要的一個研究內容。近年的研究發現藤黃屬植物中分離純化的多種天然化合物有較強的抗腫瘤活性，但是具體的分子作用機制和靶點還很不清楚。我們在前期研究中以DNA損傷應答早期蛋白磷酸化H2AX為標記篩選了部分具有抗腫瘤活性的藤黃屬天然化合物，發現它們能在抑制DNA損傷修復的同時誘導DNA雙鏈斷裂損傷和細胞自噬。本研究項目將在上述基礎上，以DNA損傷應答，損傷修復和細胞自噬為研究方向，系統深入的探討化合物的作用靶點和作用機制，為天然化合物抗腫瘤藥物的研究提供重要的理論依據和潛在的臨床價值。
結題摘要
近年來的研究發現藤黃屬植物中分離純化的多種天然小分子化合物有較強的抗腫瘤活性，但是具體的分子機制和作用靶點還很不清楚。在本研究項目中，我們以DNA損傷應答、損傷修復、細胞自噬等信號通路為研究方向，系統深入地探討了多環多異戊烯基間苯三酚類化合物oblongifolin C抑制腫瘤細胞增殖的作用靶點和分子調控機制。研究結果發現oblongifolin C能激活DNA損傷應答相關的ATM-Chk2和ATR-Chk1信號通路，抑制DNA雙鏈斷裂的損傷修復，引起細胞產生內質網壓力並激活相關的應激蛋白激酶，從而促使細胞走向凋亡。Oblongifolin C對促凋亡基因基因缺失的腫瘤細胞也有非常好的抑制細胞增殖的效果，能使細胞發生不依賴線粒體通路的細胞凋亡。研究還發現oblongifolin C是一種新型的自噬抑制劑。Oblongifolin C誘導細胞自噬體的積累但卻抑制自噬降解過程，主要體現在oblongifolin C抑制自噬體和溶酶體的融合、泛素化蛋白的降解和溶酶體降解活性，影響溶酶體的酸性微環境並且抑制溶酶體組織蛋白酶Cathespin D和Cathespin B的基因表達和酶活性。飢餓狀態的腫瘤細胞通過誘導自噬降解並回收不必要的生物大分子，用於提供能量和生物合成以幫助腫瘤細胞在不良環境下的存活。我們的細胞實驗和裸鼠移植瘤動物實驗證實oblongifolin C可以通過抑制腫瘤細胞自噬活性增強癌細胞對營養缺乏的敏感性，促進腫瘤細胞發生細胞凋亡，從而更有效的清除腫瘤細胞。此外，研究結果還發現oblongifolin C可以有效的抑制腫瘤細胞的遷移和轉移。Oblongifolin C顯著增加角蛋白Keratin 18的表達，沉默Keratin 18則能逆轉oblongifolin C對腫瘤轉移的抑制作用。體內動物實驗進一步證實增加oblongifolin C增進肺組織中Keratin 18的蛋白表達、下調ERK/MAPK和PI3K/AKT信號通路的活性，從而抑制腫瘤的肺轉移。綜上所述，我們證明了藤黃屬植物中的某些天然成份能夠通過抑制DNA損傷修復和細胞自噬誘導腫瘤細胞發生細胞凋亡，研究成果對從天然產物中篩選抗腫瘤藥物的研究提供重要的借鑑意義。
