狼毒大戟中杂萜类化合物调控炎症微环境防止肝癌转移的作用机制及构效关系研究

The latest research shows that the inflammatory microenvironment plays an important role in metastasis of liver cancer. IL-6 and STAT3 factors in cells is important regulatory factor mediated liver cancer inflammatory microenvironment. Therefore, IL-6/STAT3 signal pathway mediated inflammatory mircroenvironment as targets has become a new strategy of liver cancer drug research and development. Our previous study demonstrated that meroterpenoid from Euphorbia fischeriana could significantly inhibit the growth, migration, and invasion of hepatocellar carcinoma cells, and can markedly reduce the level of IL-6 and the activation of STAT3, which indicated that the anti-hepatoma metastasis effect of them is related with IL-6/STAT3 signal pathway mediated inflammatory microenvironment. Therefore, in present work, more bioactive meroterpenoids will be isolated and elucidated from Euphorbia fischeriana origined from different regions. The anti-liver cancer metastasis activities of meroterpenoids with hepatocellar carcinoma cell model in vitro and in vivo will be investigated. In addition, the mechanism and structure-activity relationship of bioactive meroterpenoids against liver cancer metastasis in inflammatory microenvironment mediated by IL-6/STAT3 signal pathway will be further studied. The aim of this research is to provide a scientific basis for the development of lead compound of new anti-liver cancer drug.

研究显示炎症微环境在肝癌的转移中发挥着重要的作用，IL-6和STAT3是介导肿瘤炎症微环境的重要调控因子，故阻断IL-6/STAT3信号通路已成为肝癌靶向治疗药物研发的新策略。我们前期研究发现来源于大戟科植物狼毒大戟中的新骨架杂萜类化合物可显著抑制肝癌细胞的迁移和侵袭作用，且能明显降低IL-6的水平和STAT3的活化，提示其抗肝癌转移作用可能与影响IL-6/STAT3信号通路有关。本项目拟继续对不同产地狼毒大戟中的杂萜类化合物进行分离、鉴定和富集，重点评价其在炎症微环境下对肿瘤迁移、侵袭和转移的体内外活性，并利用western-blot等分子生物学技术探讨活性化合物的作用靶点和作用机制，同时采用分子对接方法研究其与靶点蛋白之间的结合位点和构效关系，基本阐明杂萜类化合物防止肝癌转移的作用机制。本研究将为从狼毒大戟中发现抗肝癌的新型药物先导化合物提供科学依据。

本研究从不同产地的狼毒大戟中共分离鉴定了165个化合物，其中新化合物35个，新骨架化合物5个，杂萜类化合物30个；在研究了所有杂萜化合物对人肝癌HepG2细胞增殖的抑制作用基础上，课题组发现化合物EF-12活性最好，且毒性较低；通过细胞划痕法发现化合物EF-12对单独培养和共培养条件下人肝癌HepG2细胞迁移能力有明显的抑制作用；Transwell法发现化合物EF-12还能明显抑制共培养条件下人肝癌HepG2细胞侵袭能力；进一步研究表明EF-12可能通过阻断IL-6及下游通路来抑制人肝癌HepG2细胞的迁移和侵袭能力；裸鼠肝癌转移模型研究显示化合物EF-12可以有效地抑制肝癌细胞转移至肾、脾和腹膜；作用机制研究方面，化合物EF-12可浓度依赖性地抑制IL-6诱导的STAT3的磷酸化；免疫荧光方法证明了化合物EF-12有效阻断STAT3入核；电泳迁移率EMSA试验验证了化合物EF-12能显著降低STAT3与目的DNA结合能力；化合物EF-12对STAT3的磷酸激酶JAK2和Src的活性也显示了梯度抑制作用；同时发现化合物EF-12可诱导细胞质中SHP-1的表达，还能够抑制STAT3调控的转移相关蛋白MMP-2和MMP-9的表达和转录。此外，研究还发现化合物EF-12与STAT3蛋白作用位点亲和力高；因此，推测化合物EF-12是通过阻断IL-6/STAT3信号通路从而发挥抑制肝癌转移的作用。综上，杂萜化合物EF-12的发现为调控炎症微环境防止肝癌转移新型治疗药物的研究提供科学依据