海洋源性靶向PI3K p85的抗腫瘤新型先導化合物的研究

《海洋源性靶向PI3K p85的抗腫瘤新型先導化合物的研究》是依託中山大學，由朱勛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：海洋源性靶向PI3K p85的抗腫瘤新型先導化合物的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱勛
• 依託單位：中山大學

中文摘要

研究表明PI3K激酶是腫瘤靶向治療領域一個極具吸引力的干預靶點，PI3K的調節亞基p85是其激活的首要因子。我們前期研究已發現一系列海洋源性的靶向PI3K/Akt信號轉導的先導化合物（已發表），其中通過初步靶標活性篩選結合分子對接技術，發現了可能靶向p85亞基的關鍵調節因子SH2結構域的一系列目標化合物，並發現其中的吩惡嗪酮類化合物LV-1具有極強的體外抗腫瘤活性。本項目擬採用兩種細胞外及兩種細胞內p85 SH2結構域靶位點結合測定技術，進一步驗證LV-1直接靶向結合p85 SH2結構域；進而採用免疫印跡法、流式細胞術、細胞染色法等方法，從調節腫瘤細胞內PI3K/Akt信號轉導而誘導凋亡方面對其抗腫瘤分子機制進行深入探討；並系統性開展其體內外抗腫瘤活性研究。由此建立以結構域抑制劑形式的靶向性抗腫瘤治療新策略，為開發出高效、低毒的海洋新型抗癌藥物提供新思路。

結題摘要

PI3K激酶是腫瘤靶向治療領域一個重要干預靶點，目前更多研究發現PI3K/Akt的異常激活還與腫瘤化療藥物耐藥有關。本課題研究海洋天然產物與PI3K/Akt信號通路，特別是PI3K p85亞基及其下游PDK1相互作用關係，進而篩選獲得靶向PI3K/Akt信號通路的抗腫瘤及抗腫瘤耐藥性先導化合物。一方面，本課題通過體內、體外實驗闡明了LV-1等系列海洋來源目標化合物具有較強抗腫瘤活性。本課題證明其分子機制為：LV-1能通過特異性阻斷PI3K p85 SH2結構域與其酪氨酸激酶受體的磷酸化酪氨酸位點的結合，而降低PI3K的激酶的激活水平，而顯著抑制PI3K/Akt信號轉導通路。同時使其下游的促凋亡蛋白Bad激活以及抗凋亡蛋白Bcl-xL蛋白表達降低，觸發細胞色素C從線粒體內釋放，在此過程中一些凋亡相關蛋白如caspase-8, -9, -3被激活，即LV-1能誘發凋亡過程中內源性和外源性凋亡途徑同時被激活，從而引起PARP蛋白被切割，最終誘導凋亡的發生，實現了LV-1極強的抑瘤功效。因結構域進化上極度保守，LV-1作為PI3K p85 SH2結構域抑制劑，在抗耐藥性方面也具有明顯優勢。由此，本研究提出從結構生物學出發，建立以結構域抑制劑形式調節PI3K/Akt信號轉導通路的抗腫瘤新策略。另一方面，圍繞PI3K/Akt信號轉導通路上游及下游分子靶點，本課題開展了海洋化合物SZ-685C、Phomolactonexanthones等通過抑制PI3K/Akt信號通路抗表阿黴素耐藥腫瘤細胞功能和機理研究。通過體內、體外實驗證明SZ-685C能明顯抗人表阿黴素耐藥性乳腺癌，其分子機制可能是SZ-685C能顯著抑制PDK1激酶活性，而抑制Akt/FoxO信號轉導通路，促使其下游的促凋亡蛋白Bad顯著磷酸化激活，以及抗凋亡蛋白Bcl-xL表達下降，在此過程中一系列凋亡相關蛋白如caspase-8, -9, -3被激活，即SZ-685C能誘發凋亡過程中內源性凋亡途徑和外源性凋亡途徑同時被激活，從而引起PARP蛋白被切割，從而達到其對阿黴素耐藥腫瘤細胞的生長有效抑制的功效。由此推斷PI3K/Akt通路的抑制劑與已建立的化療方案聯合套用也許將為耐藥性惡性腫瘤的藥物治療提供一個更為有效的方案。