中药榄香烯通过Prx-1/TLR4通路逆转放射诱导的乏氧肺癌细胞EMT和干性的机制研究

Recent studies find that epithelial mesenchymal transition (EMT) is the key of lung cancer cell’s recurrence and distant metastasis after radiotherapy. Hypoxia condition and radiation are main causes leading to the formation of EMT. Our previous study found that Chinese medicine elemene can improve the radiosensitivity of hypoxia lung cancer cells and decrease HIF-1α protein expression to inhibit the EMT induced by radiation in lung cancer cells . We found that Prx-1 is the main radiosensitization target by proteomics screening and Prx-1 is kown by regulating HIF-1α via TLR4 / NF-κB positive feedback channel.To explore what pathway make elemene can restrain EMT formation under the condition of hypoxia, we proposed to detect wether elemene impact on hypoxic lung cancer cell's epithelial-mesenchymal transition and stemness by affecting Prx-1 to regulate HIF-1α via TLR4/NF-κB pathway from the level of cell and animal. Expliciting the mechanisms of elemene impact on hypoxia cancer cell’s EMT to provide important theoretical basis that elemene can be radiotherapy sensitization in hypoxia lung cancer radiotherapy .

新近研究发现肺癌细胞上皮间质化（EMT)是导致肺癌放疗后肿瘤残存复发和远处转移的关键，而乏氧环境和放射是导致EMT形成的主要原因。课题组前期研究发现中药榄香烯对乏氧肺癌细胞有放射增敏作用，并能通过降低乏氧诱导因子HIF-1α蛋白的表达，抑制放射诱导肺癌细胞的EMT形成。通过蛋白组学筛查发现Prx-1是该药放射增敏的主要靶点，已知Prx-1与HIF-1α之间存在TLR4/NF-κB正反馈通路。为探讨榄香烯抑制乏氧条件下肺癌细胞EMT形成的作用机制，本课题拟从细胞及动物水平检测榄香烯作用Prx-1调控TLR4/NF-κB—HIF-1α途径对乏氧条件下放射诱导肺癌细胞EMT及干细胞样转化的影响。明确榄香烯对乏氧条件下肿瘤细胞EMT形成作用的分子机制，为中药榄香烯作为乏氧肿瘤细胞放射增敏剂在肺癌放疗中的应用提供重要的理论基础。

放射治疗被广泛用于治疗各种恶性肿瘤，包括非小细胞肺癌(NSCLC)。然而，电离辐射(IR)却通过诱导上皮-间充质转化(EMT)和肿瘤干细胞(CSCs)促进辐射抵抗、转移和复发。在这里，我们建立了两个非小细胞肺癌放射抗性(RR)细胞系(A549-RR和H1299-RR)，并分别用迁移/侵袭试验、流式细胞术、彗星试验和球体形成法研究了它们的运动能力、细胞周期分布、DNA损伤和CSC产生。我们还使用小鼠异种移植模型评估了它们在体内的致瘤性。我们发现A549-RR和H1299-RR细胞的侵袭力和椭球形成率均高于其亲代细胞。此外，与单纯放疗相比，β-榄香烯与放疗联合应用可提高A549细胞的放射敏感性，减少其标志物的表达，同时抑制Prx-1/NF-kB/iNOS信号通路。我们的研究结果表明，NSCLC的辐射抗性与EMT、CSC表型增强以及Prx-1/NF-kB/iNOS信号通路的激活有关。他们还提示，β-榄香烯联合放射治疗可能是克服非小细胞肺癌放射抵抗的有效手段。