鹅不食草倍半萜内酯成分通过抑制Stat3活化诱导鼻咽癌细胞凋亡的作用及机制的研究

Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is one of the most common malignancies with high incidence rate in southern region of China. Currently, radiotherapy is still the first line treatment for NPC and there is no target specific drug developed for NPC so far. Thus, an effective small molecule targeting NPC with little toxic effects receives attentions of the research community. In our previous preliminary studies, extract of Centipeda minima, one of the commonly used traditional Chinese medicines for the treatment of Rhinitis, has shown significant anti-tumor effect against NPC. Six sesquiterpene lactones isolated from the herb are capable to inhibit the proliferation and induce apoptosis of nasopharyngeal carcinoma cell line, CNE-1. Our preliminary mechanism studies suggested that one of the isolated compounds can inhibit the phosphorylation of Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) which plays a crucial role in the pathogenesis of NPC. This preliminary result suggested that the anti-nasopharyngeal activities of these sesquiterpene lactones may be related to the inhibition of the activation of Stat3. On the basis of our preliminary work, a multi-disciplinary systematic study including phytochemistry and molecular biology techniques is proposed to isolat these compounds, evaluate the anti-NPC activities and further investigate the underlying mechanism for the inhibition of the activation of Stat3. The proposed study aims to establish a solid theoretical foundation for research and development of anti-NPC drugs based on the Stat3 targets new anti-NPC drugs and to elucidate the pathogenesis of NPC.

鼻咽癌是高发于我国华南地区的恶性肿瘤之一，目前尚无特效治疗药物，放疗是主要的治疗方法，高效低毒的小分子药物成为鼻咽癌药物研发的热点之一。本课题组在前期研究中发现，治疗鼻炎的常用中药鹅不食草具有较强的抗鼻炎癌作用，活性追踪下的化学分离得到6个倍半萜内酯，该类化合物对鼻咽癌细胞CNE-1具有很强的增殖抑制和凋亡诱导作用。初步的机制研究显示，其中一个新化合物能抑制信号传导与转录激活因子Stat3的磷酸化，Stat3的磷酸化在鼻咽癌的发病机制中起关键性的作用，提示该类化合物的抗鼻咽癌活性可能与抑制Stat3的激活有关。本项目拟在前期工作基础上，利用植物化学和分子生物学等多学科方法，对鹅不食草中倍半萜内酯类进行系统分离，评价该类成分抗鼻咽癌的生物活性，探讨其抑制Stat3激活和相关信号传导通路的调控机制，为基于Stat3靶标的新型抗鼻咽癌药物的研发提供理论基础，并为阐明鼻炎癌的发病机制作初步的探索。

鼻咽癌是高发于我国华南地区的恶性肿瘤之一，目前尚无特效治疗药物，放疗是主要的治疗方法，高效低毒的小分子药物成为鼻咽癌药物研发的热点之一。鹅不食草是用于治疗鼻炎的常用中药，在前期研究中发现其具有抗鼻咽癌的活性。本课题对鹅不食草的抗鼻咽癌活性的物质基础和作用机制进行了详细的研究：(1) 对鹅不食草石油醚和乙酸乙酯部位中倍半萜内酯化合物的分离、富集和结构鉴定；(2)倍半萜内酯化合物抑制肿瘤细胞CNE-1，CNE-2生长、诱导凋亡的活性及机理研究。(3)靶向stat3磷酸化的活性化合物的筛选和发现。(4)靶向stat3磷酸化活性化合物抗鼻咽癌作用机制的研究。.研究结果表明：(1)鹅不食草中含有大量的具有抗鼻咽癌活性的倍半萜化合物，并分离鉴定了其中5个主要的化合物; (2)多数倍半萜化合物对CNE-1，CNE-2具有显著的生长抑制、凋亡诱导、细胞周期G2/M阻滞的作用；其中，山车金内酯C、D (arnicolide C、D), 短叶老鹤草素 (brevilin A) 活性最强。(3) 山车金内酯D显著抑制stat3磷酸化，阻止肿瘤细胞内信号传导与转录活化，介导肿瘤细胞的凋亡和分化，阻止转移，从而达到抗癌目的。山车金内酯D在抑制stat3磷酸化的同时，还调控内质网应激ER stress，介导肿瘤细胞ER stress途径的凋亡；抑制 EGFR、细胞内信号传导途径Raf/MEK/MAPK 和PI3k-Akt-mTOR 通路。因此，山车金内酯D为靶向stat3的抗鼻咽癌潜在先导化合物。. 通过本课题的研究，课题组发表英文论文7篇（其中SCI论文6篇)。