XIAP在天然蛋白酶体抑制剂增强细胞对TNFα敏感性中的作用及机制

在细胞凋亡抑制蛋白(IAPs)家族中，XIAP因能直接抑制凋亡起始蛋白和执行蛋白而倍受关注，其参与TNFα致细胞线粒体凋亡途径的调控。TNFα和TNFR-1结合后，形成的ComplexⅠ激活NF-κB途径；形成的ComplexⅡ则通过caspase 促进细胞凋亡。NF-κB途径的激活能提高XIAP的合成，从而抑制细胞凋亡，被认为是肿瘤逃避TNFα所致毒性、产生药物抵抗的主要机制。蛋白酶体抑制剂能抑制NF-κB途径的激活，也能抑制XIAP的表达，但二者之间的关系不明。本课题探讨具有蛋白酶体抑制作用的中草药能否通过抑制NF-κB的激活抑制XIAP的合成和表达，解除了对caspases的抑制，加强了细胞凋亡信号，从而打破了TNFα两条信号通路间的平衡，增强了肿瘤细胞对TNFα的敏感性。研究结果将进一步明确蛋白酶体抑制剂促细胞凋亡的作用靶点，也可为天然药物和其它抗癌药物联合使用的开发打下基础。

炎症微环境在肿瘤的发生发展中起到重要的作用，TNF-α在这个过程中具有重要意义。天然产物醉茄素（WA)和雷公藤红素（Cel）具有抗肿瘤和抗炎效应，通过但不局限于蛋白酶体抑制效应导致细胞凋亡。XIAP是细胞调控线粒体凋亡途径的重要因子，其基因是NF-κB的下游调控点之一。本课题的研究目标是探讨天然蛋白酶体抑制剂和TNF-α的联合使用能否不改变其对蛋白酶体活性抑制，抑制TNF-α激活的NF-κB途径，同时抑制XIAP基因的转录和表达。在抑制肿瘤抵抗途径激活的同时加强促凋亡途径作用，改变TNF-α的细胞内信号转导平衡状态，加强了肿瘤细胞对TNF-α的敏感性。. 采用不同浓度的WA或Cel分别与10ng/ml的TNF-α单独或联合作用于乳腺癌MDA-MB-231细胞，设立空白对照组，通过MTT方法和克隆形成，流式细胞技术，Western blot，ELISA，逆转录和荧光定量PCR，细胞免疫荧光，si-RNA干扰NF-κB-P65基因的表达等技术检测WA/Cel对TNF-α诱导的NF-κB通路的影响及凋亡相关基因和蛋白表达的变化及之间的关系。. 研究结果显示：(1) TNF-α与WA/Cel联合使用和WA/Cel单独作用相比，能显著增加细胞MDA-MB-231的凋亡率，抑制乳腺癌细胞的增殖和迁移。(2) TNF-α与WA/Cel的联合能促进PARP、caspase-3、caspase-9的降解和使caspase-3的活性明显升高。(3) TNF-α与WA/Cel的联合不会改变两种药物对蛋白酶体活性的抑制作用。(4) TNF-α作用24h能明显增强WA/Cel对XIAP表达的抑制作用。(5) WA/Cel与TNF-α联合抑制了核转录因子NF-κBP65的核转位及NF-κB通路的活化。(6)TNF-α的存在对WA/Cel在体抗肿瘤作用非常重要。.本研究结果表明，WA/Cel在低浓度TNF-α存在下，能增强乳腺癌细胞MDA-MB-231对两种药物的敏感性发生凋亡。WA/Cel主要通过对蛋白酶体的抑制作用，抑制了IκBα的磷酸化，阻断了NF-κB通路的活化；使XIAP等NF-κB下游基因的表达受到抑制，解除了其对凋亡的抑制，最终增强了药物的促凋亡作用。该研究结果一方面为两种天然药物的抗炎和抗肿瘤机制的研究提供了实验依据，另一方面也可为两种药物的进一步临床应用打下基础。