基于TGFβ/ALK5通路的托芬那酸抗肿瘤转移作用及机理研究

It has been well documented that cancer cells may exploit to TGFβ’s advantage in terms of migration and invasion. Therefore, TGFβ signaling is an intriguing field into carcinogenesis research, and could be a potential target of drug development. We previously reported that tolfenamic acid (TA) suppressed TGFβ/Smad signal in different types of cancer cells, resulting in the disruption of TGFβ-induced EMT and metastasis. Further investigation found that TA could down-regulate ALK5 expression, causing the suppression of TGFβ/ALK5/Smad pathway. However, the molecular mechanism(s) by which TA targets TGFβ/ALK5 pathway and thus affects tumor metastasis is still unknown. In current project, we aim to demonstrate the detailed mechanisms of ALK5 expression regulation by TA via implying methods such as immunofluorescence, polyribosome profiling, gene transfection, dominate negative mutation, etc. We will further elucidate the role of TGFβ/ALK5 pathway in the inhibition of metastasis by TA using stable cell lines with constitutively active ALK5 form in vitro and in vivo. Finally, these studies will facilitate us to deeply understand the molecular mechanisms of tumor suppression by TA, which has great importance to its clinical application, and provides new evidence for its anti-tumor activity.

肿瘤细胞可以利用转化生长因子β（Transforming Growth Factor β, TGFβ）信号达到其侵袭转移的目的，因此成为近年来抗肿瘤转移的热点之一。我们前期研究首次发现非甾体抗炎药—托芬那酸能够抑制癌细胞中TGFβ/Smad信号通路，进而减弱癌细胞的上皮间质转化（EMT）进程和转移侵袭能力。初步机制研究表明，托芬那酸能够降低ALK5表达，从而抑制TGFβ/ALK5/Smad通路。但托芬那酸靶向TGFβ/ALK5通路进而发挥抗肿瘤转移活性的详细作用机制国内外文献尚未见报道。本项目拟采用免疫荧光、多聚核糖体谱分析、基因转染、显性失活突变技术等深入探讨托芬那酸调控ALK5表达的机理，应用ALK5稳定激活型细胞株和裸鼠肿瘤转移实验等技术验证抑制TGFβ/ALK5通路在托芬那酸抗肿瘤转移中的功能，最后综合分析评价托芬那酸的抗肿瘤转移机制，为临床抗肿瘤应用提供新的可选药物。

肝癌是严重威胁人类健康的疾病，为全球第五大常见肿瘤，第二大癌症致死病因，肝细胞癌（HCC）为主要发病类型。慢性肝炎及肝硬化的长期持续发生最终会不可避免导致肝癌发生，而转化生长因子β（Transforming Growth Factor β, TGFβ）在肝炎及肝硬化等疾病发生过程中均扮演关键作用。更为重要的是，TGFβ信号在肝癌发生发展过程中也发挥重要角色，包括两种主要方式：（1）激活细胞内信号转导通路，诱导肝癌细胞间皮转化（EMT）及能量代谢重编程；（2）调节肿瘤微环境，如影响癌症相关成纤维细胞（CAF）、调节T细胞（Treg）及炎症因子等；最终促进肿瘤侵袭转移。由于肿瘤转移是其致死的主要原因，靶向肿瘤TGFβ信号通路是一种较有前景的肿瘤治疗策略。..托芬那酸（TA）是一种传统的非甾体抗炎药（NSAIDS），已经被报道具有广泛的抗癌活性，但是TA对肝细胞癌的作用仍未见报道。本项目主要研究内容包括：（1）在体内外模型上评价TA对TGFβ促进肝癌细胞转移能力的影响；（2）TA抑制肝癌细胞TGFβ/Smad信号通路的机制。主要研究结果包括，（1）TA能够抑制TGFβ诱导的肝癌细胞EMT进程及代谢重编程能。TA降低诱导的肝癌细胞迁移能力，并且干扰了E-cadherin、Snail等关键蛋白分子的改变。TGFβ1显著影响细胞代谢过程，包括葡萄糖摄取、ATP和乳酸生成增加，而TA处理阻断了这一趋势。（2）通过分析TA对不同肝癌细胞中TGFβ1诱导的Smad蛋白磷酸化影响，首次发现TA能够导致细胞膜TGFβ受体蛋白发生降解，并且进一步阐明脂筏-陷窝蛋白通路介导了该作用。（3）在异体移植瘤动物模型中进一步验证了TA抗肝癌转移的作用。这些研究结果阐明了TA抑制TGFβ信号通路的详细机制，为TA抗肝癌作用及新的临床适应症提供理论依据。