mTOR信号通路抑制剂筛选及抗肿瘤活性和机制研究

	mTOR信号通路抑制剂筛选及抗肿瘤活性和机制研究
	闫居明
导师	李艳
学位专业	分子生物学与生物化学
关键词	肿瘤 Mtor信号通路天然产物活性筛选机制研究
摘要	肿瘤严重威胁人类健康，化疗在肿瘤治疗中起着重要作用。天然产物是抗肿瘤药物的重要来源，临床使用的化疗药物中一半以上来源于天然产物或其衍生物。从大量的天然产物中筛选具有选择性杀伤肿瘤细胞的化合物，测定和评估其抗肿瘤活性，对于天然产物的开发利用、抗肿瘤药物的研发以及肿瘤的治疗具有重大意义。传统的细胞毒类抗肿瘤药物主要通过作用于细胞周期和凋亡等细胞生理过程实现对肿瘤细胞的杀伤，因此对正常细胞有很强的毒副作用。与正常细胞相比较，肿瘤细胞中一些调节细胞生理过程的信号通路和关键蛋白发生异常，具有生长和分裂速度快，自给自足生长信号，对抑制生长的信号不敏感，抵抗细胞死亡，无限增殖等特征。因此，靶向肿瘤中异常的信号通路和蛋白的药物可以更好地杀伤肿瘤细胞，减少对正常细胞的毒副作用。 mTOR在细胞生长、增殖和凋亡等多个过程中发挥着重要调节作用。在很多肿瘤细胞中mTOR信号通路是异常激活的，因此mTOR信号通路是肿瘤治疗的重要靶点。大量研究表明，mTOR信号通路抑制剂可以抑制肿瘤细胞的生长增殖，促进凋亡。从丰富的天然产物及其衍生物中筛选出结构新颖的mTOR信号通路抑制剂对于抗肿瘤药物的研发和靶向肿瘤治疗有重大意义。本研究包括肿瘤细胞毒活性化合物筛选、mTOR信号通路抑制剂筛选及其抗肿瘤作用和机制研究两部分。论文第一部分利用MTT法测定了2300个天然来源的化合物对5株肿瘤细胞（HL-60，SMMC7721，A-549，MCF-7，SW480）的细胞毒活性，通过浓度梯度复筛测定了570个化合物的IC50值。在筛选过程中发现一些化合物可以选择性的抑制肿瘤细胞的生长，这些化合物在抗肿瘤药物研发和肿瘤治疗中可能有更大的潜力，然而其对肿瘤细胞生长抑制作用的机制需进一步研究。论文第二部分包括mTOR信号通路抑制剂筛选模型建立，抑制剂筛选及其抗肿瘤活性和机制研究。首先构建了基于eIFE核转位的细胞筛选模型，借助高内涵分析系统检测了1200个化合物对mTOR信号通路的抑制活性，筛选获得了系列活性化合物；其次，在6株肿瘤细胞（SMMC7721，HepG2， MCF-7， MDA-MB-231，A549和SW480）中评价了活性化合物对mTOR信号通路的抑制作用。研究发现， 1,4-O-diferuloylsecoisolariciresinol和pierreione B是两个新颖的mTOR信号通路抑制剂。在HepG2和SMMC7721细胞中，两个化合物均显著的抑制mTOR信号通路，主要表现为显著下调mTORC1下游蛋白p70 S6激酶1（S6K1），S6核糖体蛋白（S6）与eIF4E结合蛋白1（4E-BP1）的磷酸化水平；同时能够降低肿瘤细胞的细胞存活率并促进细胞凋亡，表明1,4-O-iferuloylsecoisolariciresinol和pierreione B具有一定的抗肿瘤活性。B591是我们筛选获得的另一个活性显著的mTOR信号通路抑制剂，本研究表明B591可以浓度依赖地促进不同肿瘤细胞（SMMC7721，HepG2，MCF7，MDA-MB-231和A549）中eIF4E的核转位，显示出特异抑制mTOR信号通路的活性。同时， B591浓度依赖地降低MCF7细胞中mTORC1下游蛋白S6K， S6和4EBP1以及mTOR（ser2448）的磷酸化水平，不影响S6K，S6总蛋白水平。血清饥饿条件下，B591浓度依赖地降低IGF-1刺激的Akt1(thr308和ser473)和TSC2（thr1462）的磷酸化水平，Erk1/2以及Akt的主要靶蛋白GSK3beta（ser9）的磷酸化水平也浓度依赖的下调；而PI3K p85，PTEN，PDK1，TSC2（ser1387）的磷酸化水平以及PI3K p85，PTEN，Akt1，TSC1，TSC2总蛋白水平没有变化。不同浓度和时间点检测了B591处理MCF7细胞后AMPK（thr172）的磷酸化状态，B591对AMPK的磷酸化和总量以及TSC2 （ser1387）的磷酸化水平均没有影响。以上结果表明，B591对mTOR信号通路的调控不是通过激活AMPK实现的，而是通过降低Akt和Erk1/2活性来抑制mTOR信号通路的。体外抗肿瘤活性实验显示，B591能够显著降低肿瘤细胞的细胞存活率并促进细胞凋亡。以上研究提示，B591是一个新颖的mTOR信号通路抑制剂，通过靶向mTOR信号通路从而抑制肿瘤细胞增殖并诱导细胞凋亡，显示出很好的抗肿瘤活性，其作用靶点和体内抗肿瘤活性有待进一步研究。
语种	中文
	2013-05
学位授予单位	中国科学院大学
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/25579
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	闫居明. mTOR信号通路抑制剂筛选及抗肿瘤活性和机制研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2013.

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闫居明.pdf（2112KB）	学位论文		限制开放	CC BY-NC-SA	请求全文