微管靶向剂M410抑制缺氧诱导因子HIF-1α及血管新生的作用机理研究

Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) is a primary factor that mediates the transcription of a series of genes that participate in angiogenesis and cell proliferation. Over-expression of HIF-1 has been found in various cancers; hence, targeting HIF-1 could represent a novel approach to cancer therapy. Our previous study showed that a newly synthesized compound (Z)-3,4′,5-trimethoxylstilbene-3′-O-phosphate disodium (M410) inhibited the polymerization of bovine brain tubulin and induced mitotic arrest. M410 decreased HIF-1α expression and VEGF mRNA. M410 inhibited the growth of colon carcinoma xenografts in vivo and reduced the microvessel density (MVD) in tumor tissues. Here we will study the mechanism that M410 destabilizes microtubules and inhibits HIF-1α. The mechanism mediating the antiangiogenic activity of M410 will be investigated.

缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是新近发现的抗肿瘤靶点，其主要功能是调控有关肿瘤血管生成、糖类代谢等多种靶基因的转录，促进肿瘤生长、浸润及转移。我们已有的研究发现全新的combretastatin类似物M410((Z)-3'-羟基-3,4',5-三甲氧基二苯乙烯的水溶性磷酸酯盐)靶向微管蛋白，抑制微管聚合，引起细胞有丝分裂阻滞，下调HIF-1α表达，具体作用机制未见相关研究报道。本项目拟研究M410对肿瘤细胞的微管聚合的影响与其对HIF-1α的调节之间的关系；探讨M410对HIF-1α的表达及其功能的影响，明确M410对缺氧条件下抑制肿瘤细胞生长及其抗肿瘤血管生成的作用机理。最终深入揭示微管靶向剂M410的抗肿瘤作用机理，并进一步明确HIF-1α在肿瘤治疗中的作用，为丰富抗肿瘤靶点，优化抗肿瘤策略提供理论依据。

缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是新近发现的抗肿瘤靶点，其主要功能是调控有关肿瘤血管生成、糖类代谢等多种靶基因的转录，促进肿瘤生长、浸润及转移。我们已有的研究发现全新的combretastatin类似物M410((Z)-3’-羟基-3,4’,5-三甲氧基二苯乙烯的水溶性磷酸酯盐)靶向微管蛋白，抑制微管聚合，引起细胞有丝分裂阻滞，下调HIF-1α表达。进一步研究结果发现，M410不但能抑制HIF-1α的表达水平，而且能抑制HIF-1α在细胞核内的聚集，提示M410可能抑制了HIF-1的转录活性。M410对VEGF的下调跟HIF-1α蛋白的表达下调一致，并且我们推断这种抑制作用和细胞的微管结构崩溃相关。通过有丝分裂抑制剂，我们证明M410等微管靶向剂对HIF-1α蛋白的抑制作用是通过其对细胞骨架微管蛋白的抑制而实现的，并非由于其有丝分裂的诱导作用。我们随后研究发现M410对HIF-1α蛋白的抑制是不通过影响其蛋白酶体降解途径实现的。我们还检测了M410对其他3种转录因子的作用。结果表明，M410对NF-κB和c-Fos没有明显的抑制作用。同时我们却发现，M410能上调c-Jun的表达。siRNA沉默c-Jun后，M410对HIF-1α的抑制作用比对照组更为明显。综上所述，M410能抑制HIF-1α的表达和转录活性，该抑制作用是通过其对细胞骨架微管蛋白的抑制而实现的。