番荔枝內酯類似物AA005的生物學效應及機制研究.pdf

1、番荔枝內酯是從番荔枝科植物中分離得到的一類具有廣譜生理活性的天然化合物，其具有抗腫瘤活性并且可能通過有效抑制哺乳動物線粒體中NADH-泛醌-氧化還原酶（線粒體復合體Ⅰ）的活性而發(fā)揮作用。番荔枝內酯類聚醚類似物（AA005），在綜合了天然化合物結構優(yōu)勢的基礎上，合成更為簡單。目前，研究表明AA005能夠選擇性誘導胃癌細胞的死亡，但細胞死亡的機制和信號通路尚不明確，并且關于AA005其他生物學功能的研究也鮮見報道。本課題試圖通過對AA005

2、誘導腫瘤細胞死亡的調控機制的研究，發(fā)掘AA005在細胞生命活動中的新功能，主要取得了以下成果：
　?。?）AA005能夠誘導多種腫瘤細胞死亡。發(fā)現(xiàn)微摩爾濃度AA005具有廣泛抗腫瘤效應，不僅發(fā)生在實體瘤細胞，包括結直腸癌細胞株SW620，乳腺癌細胞株BT549，同時也發(fā)生在非實體瘤細胞，包括急性早幼粒白血病細胞株 NB4，急性單核細胞白血病U937細胞株。
　?。?）AA005通過AIF調控的Caspase-3非依賴的途徑誘

3、導腫瘤細胞死亡。檢測表明AA005誘導癌細胞死亡通過非典型的凋亡途徑，特征包括：缺乏Caspase-3的活化和凋亡小體的形成，細胞死亡過程中無顯著的Annexin-V+/PI-的早期凋亡細胞出現(xiàn)，對caspase的廣譜抑制劑不敏感等。同時，AA005的抗腫瘤效應與經典烷化劑MNNG類似，在AA005誘導細胞死亡的過程中AIF從線粒體釋放轉位到細胞核，并且PARP的抑制劑能夠阻斷AIF轉位，從而有效抑制AA005的抗腫瘤效應。另外沉默表達

4、AIF也能在很大程度上抑制AA005引起的細胞死亡。進一步地研究表明抗氧化劑NAC可以通過抑制AA005誘導早期產生的高ROS含量阻斷AA005引起的細胞死亡，并且受體相互作用蛋白激酶RIP-1可能受到氧化應激的調控在AA005誘導的AIF依賴的細胞死亡過程中發(fā)揮了重要作用。
　?。?）低濃度的AA005能夠特異性抑制秀麗線蟲及小鼠前脂肪細胞3T3-L1的脂質生成。秀麗線蟲和3T3-L1細胞是研究脂質生成最常用的兩種模型，用油紅O

5、染色定量脂肪含量的方法，發(fā)現(xiàn)納摩爾濃度的AA005在調控脂質代謝方面的新的生物學效應。
　　（4）利用化學蛋白質組學驅動的RNAi技術找到AA005調控脂代謝的效應靶蛋白HADHA。合成生物素標記的AA005（Biotin-AA005），并以此為“誘餌”，利用化學蛋白質組學驅動的秀麗線蟲成熟的feeding RNAi技術，實現(xiàn)對35種Biotin-AA005互作的候選蛋白質功能抑制后線蟲表型的逐一快速篩選和驗證。發(fā)現(xiàn)只有T08B2

6、.7基因功能干擾后，明顯抑制線蟲的脂質累積，與AA005處理線蟲后的表型一致，提示其可能是AA005抑制線蟲內脂質累積的靶標蛋白。對應于哺乳動物的同源蛋白為線粒體三功能酶α亞基（HADHA）。在小鼠前脂肪細胞3T3-L1中對沉默HADHA表達的效應進行了最終確認。進一步的分子動力學實驗表明AA005與HADHA存在相互作用，并且具有較強結合力。另外，通過對線蟲或HepG2細胞進行高糖或高脂誘導，觀察AA005處理或抑制HADHA功能后的

7、效應，我們發(fā)現(xiàn)AA005很可能通過抑制HADHA的功能阻斷了以葡萄糖為原料合成脂肪酸的過程從而抑制脂質累積。
　　綜上所述，本課題發(fā)現(xiàn)AA005通過AIF依賴的，Caspase-3非依賴的機制發(fā)揮抗腫瘤效應，第一次揭示了AIF在AA005作用機制中的調控作用，提示AA005可能作為一種AIF依賴的抗癌藥用于臨床治療，尤其針對caspase突變及對傳統(tǒng)凋亡誘導藥抵抗的癌癥。另外，我們發(fā)現(xiàn)了低濃度AA005在調控脂質代謝方面的新的生物