LncRNA-MEG3调控mTOR介导的自噬在顺铂肾毒性中的作用及丹皮酚的干预机制

Cisplatin is one of the most effective anti-tumor drugs. Unfortunately, the clinical application of cisplatin is limited by its unavoidable serious toxicity in kidney. The renal damage caused by cisplatin often requires dose reduction or therapy substitution. So far, there is no conventional effective treatment drugs. Therefore, it has an important clinical values on illuminating the mechanisms of cisplatin-induced nephrotoxicity and identifying effective renoprotective drugs during chemotherapy. In recent years, studies have shown that autophagy plays an important role in cisplatin-induced nephrotoxicity. Long non-coding RNA MEG3 inhibits autophagy by regulating mTOR signals and induces renal cell carcinoma cells apoptosis, while miR-126 induces autophagy and defends against renal ischemia-reperfusion injury. Our previous studies shown that the expression of MEG3 is increased, accompanied by down-regulation of miR-126 decreased, indicating that there is a regulation relationship among in MEG3, miR-126 and mTOR-mediated autophagy in cisplatin-induced nephrotoxicity. In addition, paeonol alleviates the renal injury induced by cisplatin, but the underlying mechanism remains elusive. Based on our previous work, this research intends to through blocking signal pathways and siRNA technology to probe the mechanism of MEG3 targeting miR-126 to regulate mTOR-mediated autophagy in cisplatin-induced nephrotoxicity. On the other hand, the aim was to explore the protective effects of paeonol on cisplatin-induced nephrotoxicity through regulating MEG3/miR-126/mTOR signal pathway mediated autophagy, these would provide experimental foundation and theoretical basis for the prevention and treatment of cisplatin-induced nephrotoxicity.

顺铂是最有效的抗肿瘤药物之一，但严重的肾毒性限制了其临床应用，而目前尚无常规治疗药物，因此阐明顺铂肾毒性的发生机制并寻找有效防治方案具有重要临床意义。文献报道，自噬在顺铂肾毒性中发挥重要作用，MEG3能抑制自噬，并促进细胞凋亡，miR-126诱导自噬保护肾损伤。我们前期研究发现MEG3在顺铂肾毒性中表达增高，伴随miR-126表达降低，激活自噬缓解肾损伤，这提示在顺铂肾毒性发生中，MEG3与miR-126及细胞自噬存在调控关系。此外，我们还发现丹皮酚可降低顺铂诱导的肾毒性，但具体机制尚不明确。在上述基础上，本项目拟通过通路阻断与基因沉默技术，研究MEG3靶向miR-126对mTOR介导自噬的调控作用；从细胞水平和动物模型研究MEG3/miR-126/mTOR在顺铂肾毒性发生中的作用及分子机制；同时基于该信号通路探讨丹皮酚的保护作用机制。本项目的实施将为防治顺铂肾毒性提供实验基础和理论依据。

化疗药引起的器官毒副作用一直是其临床应用的难题。自噬在细胞凋亡、增殖、迁移等许多生命活动中发挥着广泛的调控作用，与器官损伤、肿瘤等诸多疾病密切相关，中药活性成分丹皮酚具有抗炎、抗免疫等作用。在国家自然基金（81703617）的资助下，历经3年的研究，本课题共完成4项课题研究，其中3项研究课题已完成，并均已在药学主流杂志发表，另外尚有1篇论文正在药学主流杂志《Acta Pharmaceutica Sinica B》审稿中；此外，以此为基础新获得三项研究基金，并圆满取得了预期的研究成果。.我们重点关注了LncRNA-MEG3在顺铂诱导的肾毒性中的作用以及丹皮酚的保护作用。发现LncRNA-MEG3在顺铂处理的人近端小管上皮HK-2细胞及Balb/c小鼠的肾脏中表达显著升高，同时miRNA-126的表达显著下降；生物学预测LncRNA-MEG3发挥ceRNA海绵作用,负调控下游miRNA-126，引起AKT的磷酸化水平升高，抑制TSC三聚体合成，mTOR活性增强，自噬水平的下降；自噬活性受损导致细胞凋亡和炎症增加，引起肾脏损伤；此外，顺铂还能够抑制HK-2细胞的增殖、侵袭和迁移能力；而沉默LncRNA-MEG3和过表达miRNA-126能够逆转AKT/TSC/mTOR介导的自噬水平的降低，并显著改善细胞凋亡和炎症以及肾小管上皮细胞的增殖、侵袭和迁移能力；更为重要的是，我们发现丹皮酚能够抑制LncRNA-MEG3的表达，从而改善顺铂肾毒性小鼠的炎症和细胞凋亡；减少的LncRNA-MEG3也通过激活miRNA-126促进AKT/TSC/mTOR介导的自噬。因此，LncRNA-MEG3是顺铂肾毒性新的治疗靶点，丹皮酚通过抑制LncRNA-MEG3及其相关信号通路，或许成为顺铂肾毒性的一种可行的治疗手段。另外，我们发现miRNA及代谢引起的自噬变化与表柔比星诱导的心脏毒性和肝脏毒性均密切相关，而丹皮酚能通过调节自噬起到较好的保护作用，研究成果已发表（见研究成果1和2）。在本课题的资助下，我们还发现，自噬在抗肿瘤药物联合应用中也发挥着重要作用，研究成果已发表（见研究成果3）。我们的研究，为化疗药毒副作用的治疗提供了新的研究思路，而中药活性成分丹皮酚或许成为一种可行的治疗手段。