甘草化學成分干預結腸癌發生髮展及其機制研究

《甘草化學成分干預結腸癌發生髮展及其機制研究》是依託北京大學，由余四旺擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：甘草化學成分干預結腸癌發生髮展及其機制研究
• 項目負責人：餘四旺
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：面上項目

項目摘要

化學預防是癌症研究的熱點，結直腸癌則是化學預防研究的重要對象。中藥是潛在的化學預防藥物寶庫，但其多成分多靶點的複雜性限制了深入研究。本項目在對甘草化學成分全面分析的基礎上進行系統篩選，以發現具有潛在化學預防活性的化合物，再利用結腸炎和炎症相關結腸癌動物模型研究這些化學成分對結腸癌發生髮展的影響，並利用細胞和基因修飾小鼠模型來闡明其可能的作用機制。NF-κB是調控炎症反應的重要信號通路；Nrf2是調控氧化應激和II相藥物代謝的核心轉錄因子；Nrf1功能與Nrf2相似但互補，調控著蛋白酶體相關基因表達和內質網相關蛋白降解；自噬則是細胞大量降解細胞成分以應對外來刺激的重要途徑；自噬、氧化應激和炎症反應之間有著密切關係。本項目將研究上述信號通路之間的crosstalk及其在甘草化學成分干預結腸癌發生髮展中的作用，有助於發現新的結腸癌化學預防藥物和分子靶標，有助於探索中藥用於癌症化學預防的研究模式

結題摘要

化學預防是癌症研究的熱點，結直腸癌則是化學預防研究的重要對象。中藥是潛在的化學預防藥物寶庫，但其多成分多靶點的複雜性限制了深入研究。甘草是最常用的中藥之一，具有包括癌症預防和治療在內的多種生物活性，但缺乏相應的系統研究，尤其是在結直腸癌的化學預防方面。本項目在對甘草化學成分進行系統分離提取和全面分析鑑定的基礎上，建立了包括ARE和NF-kB報告基因、NO生成以及細胞毒等多種高通量細胞篩選模型，對分離獲得的超過120種甘草化學成分進行了系統篩選，並利用免疫印跡、qPCR等手段對篩選得到的甘草活性化學成分在細胞水平進行了驗證，發現了11個Nrf2激動劑、1個Nrf2抑制劑、6個NF-kB抑制劑、13個NO生成抑制劑、7個細胞毒化合物和若干個AchE、PTP1B和酪氨酸酶抑制劑。再利用結腸炎、炎症相關結腸癌和結腸癌移植瘤動物模型研究了IAA、AA、IC5、甘草西定等化合物對結腸癌發生髮展的影響，發現IAA和IC5可以顯著抑制結腸炎症信號和症狀，同時IAA、AA、IC5和甘草西定也顯著抑制了結腸癌移植瘤的生長，其機制與抑制糖酵解、激活AMPK、抑制PI3K/Akt信號以及誘導細胞周期阻滯、自噬和凋亡相關。對來源於甘草的一系列活性化合物的構效關係研究發現，異戊烯基是其誘導細胞自噬和凋亡的活性官能團，糖基化可以改善藥物的吸收代謝，有助於提高其體內藥效。為了闡明Nrf1在結腸炎及炎症相關結直腸癌發生髮展及其化學預防中的作用，除了Nrf1肝臟可誘導敲除模型以外，我們建立了pVillin-Cre::Nrf1(flox/flox)腸道上皮組織特異Nrf1敲除小鼠，發現Nrf1缺失顯著加劇了結腸炎，促進了結腸癌的發生，其機制與DNA修復相關。本項目還研究了甘草活性成分在肝臟保護、抗氧化、抗衰老和抗皮膚癌方面的活性。本項目系統篩選驗證了甘草中具有結腸癌化學預防活性以及其它藥理活性的化合物，深入研究了其作用機制，發現了新的結腸癌化學預防藥物和分子靶標，有助於探索中藥用於癌症化學預防的研究模式。