基于STAT3信号传导通路探讨延龄草总皂苷抑制肝癌细胞侵袭与转移作用的机制

The signal transducers and activators of transcription 3 (STAT3 ) plays a significant role in tumor invasion, metastasis and angiogenesis. Trillium saponins is a major component of Trillium tschonoskii Maxim(TTM) which is a kind of famous and minority medicine. Previous studies have shown: Trillium saponins can increase IL-2, TNF-α levels of mice with liver cancer, induce the activation of Caspase-3 in HepG2 cells and fragmentation of PARP, decrease the ratio of Bcl-2/Bax, inhibit the phosphorylation of Akt and ERK, promote the phosphorylation of p38 and JNK and inhibit the expression of interrelated factors about various tumor invasions and metastases in STAT3 downstream. This research aims to use in vitro, in vivo experiments, to utilize human hepatocellular carcinoma cell line and primary hepatic carcinoma cell, to esestablish implanted nude mice model and the model of rat with liver cancer induced by DEN. It will explore the action target of Trillium saponins on inhibiting STAT-3 signal transduction pathway, clarify the molecular mechanism of Trillium saponins on inhibiting the invasion and metastasis of liver cancer cells, and provide new ideas and targets for the treatment of liver cancer as well as the theoretical basis for the development of new STAT3 inhibitors.

信号传导蛋白和转录激活物(STAT3)在肿瘤的侵袭、转移与血管生成方面发挥着重要的作用。延龄草总皂苷是著名民族医药头顶一颗珠的主要成分。前期研究表明：延龄草总皂苷可提高肝癌小鼠IL-2、TNF-α水平，并可诱导HepG2细胞中Caspase-3激活及PARP片段化，降低Bcl-2/Bax比值，抑制Akt和ERK的磷酸化并促进p38和JNK的磷酸化，抑制STAT3下游多种肿瘤侵袭与转移相关因子的表达。本研究拟通过体外实验、体内实验，利用人肝癌细胞株和原代肝癌细胞，建立移植性裸鼠模型和DEN诱发大鼠肝癌模型，探索延龄草总皂苷抑制STAT3信号转导通路的作用靶点，阐明延龄草总皂苷抗肝癌细胞侵袭、转移作用的分子机制，为肝癌的治疗提供新的思路与靶点，为开发新的STAT3抑制剂奠定理论基础。

延龄草总皂苷是著名民族医药头顶一颗珠的主要成分，其可抑制STAT3下游多种肿瘤侵袭与转移相关因子的表达。本项目通过人肝癌细胞株实验、移植性肿瘤裸鼠实验和诱发大鼠原发性肝癌实验，采用分子生物学、凋亡检测、激光共聚焦和EMSA等技术方法，研究了延龄草总皂苷对HepG2、RPC/PRF/5及Hep3B肝癌细胞株生长、侵袭、转移与血管生成的作用；延龄草总皂苷体内、体外抑制STAT3对肝癌细胞侵袭转移相关蛋白MMP1、MMP2、MMP9 、NF-ҚB及肿瘤血管生成相关蛋白VEGF、KDR转录调控作用，并对STAT3表达及其磷酸化水平进行检测。通过体外、体内实验，结果显示延龄草总皂苷可下调Bcl2、MMP1、MMP2、MucI、VEGF和Survivin，上调PRAP，促进肝癌细胞凋亡，抑制侵袭和转移；通过抑制STAT3 Tyr-705位点的磷酸化与STAT3的二聚化，阻止其转运入核，不启动下游基因的转录，作为STAT3的抑制剂阻碍肿瘤细胞的增殖。课题组从分子水平阐明了延龄草总皂苷阻断STAT3信号转导通路抑制肝癌细胞侵袭、转移作用的分子机制，为开发新的STAT3抑制剂奠定了理论基础。越来越多的研究发现STAT3的激活介导了肿瘤细胞对化学治疗获得性耐药，治疗中联合使用STAT3抑制剂能明显抑制肝癌细胞生长，在耐药肝癌细胞中抑制STAT3信号通路可以恢复治疗效果，通过靶向抑制JAK-STAT3信号通路来抑制化学治疗获得性耐药，协同抑制肿瘤生长和诱导肝癌细胞凋亡是一种新的肝细胞癌治疗策略。 因此，本项目的研究成果延龄草总皂苷作为STAT3抑制剂在肝细胞癌治疗中有特殊的应用价值，值得深入研究。本项目资助发表核心论文2篇， SCI 1篇，待发表论文3篇，培养2名青年教师，研究生1人。项目投入经费36万元，支出29.08万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费6.92万元，计划用于项目后期研究。