基于PI3K抑制的抗多药耐药肿瘤活性成分发现及作用机制研究

Failure of cancer chemotherapy can occur by the well-established cause of multidrug resistance (MDR). However, MDR inhibition remains an attractive potential adjuvant to chemotherapy. Some traditional medicine has a good anti-MDR activity, but the chemical composition and the anti-tumor mechanism are unclear. In preliminary studies, a new dimeric coumarin, diarchangelicin A, together with 17 known compounds, were isolated from the aerial part of Cicuta virosa. Archangelicin was endowed with remarkable anti-MDR effects via inhibiting PI3K expression and function. In this study, the chemical constituents of C. virosa, Clerodendranthus spicatus and Diphylleia sinensis will be achieved. We will also study apoptosis of MDR cancer cells and the effect on PI3K-Akt signaling pathway induced by active compounds. The inhibition of active compounds on the expression of Mdr1 mRNA and P-gp will be actualized. Those studies will broaden our understanding of the function of PI3K-Akt signaling pathway in MDR cancer and lead to new strategies to overcome MDR in cancer.

肿瘤细胞的多药耐药性(MDR)是化疗失败和肿瘤复发的主要原因，临床上缺乏有效的治疗MDR肿瘤的药物。一些中药具有良好的抗MDR肿瘤的活性，但使用中发现存在活性物质基础和作用机制不明确等问题。在前期工作期间，我们从毒芹分离获得了18个化合物，并发现欧白芷素可以抑制PI3K-AKT信号通路中PI3K的活性，进而发挥抗MDR肿瘤的作用。本项目以抗MDR肿瘤活性为指导，继续对毒芹、肾茶和南方山荷叶三种植物中的活性成分进行分离和鉴定；通过体外、体内抗MDR肿瘤活性评价，阐明这三种植物的活性物质基础，揭示化学成分结构类型与活性的相关性；并针对PI3K-AKT信号通路,调控细胞凋亡关键因子以及耐药蛋白P-gp开展研究，揭示活性成分抗MDR肿瘤的作用机制。本课题的完成，将发现新的PI3K抑制剂，为抗MDR药物的研发奠定基础。

项目背景：多药耐药(multidrug resistance, MDR)是指肿瘤细胞对一种化疗药物产生耐药的同时，对其他结构和作用机制不同的化疗药物也产生交叉耐药的现象，它是导致肿瘤化疗失败的原因之一。MDR逆转剂较多，但均未用于临床，因此筛选有效抑制的抑制剂是研究逆转MDR的主要方法之一。研究内容：本课题完成了6种药用植物和一种真菌化学成分的分离、结构确证和筛选了逆转耐药活性研究。重要结果：共得到化合物142个，其中新化合物21个。筛选出具有逆转耐药活性的化合物3个，对活性强的化合物欧白芷素进行了深入研究，确定了其逆转肿瘤细胞多药耐药性的作用机制。关键数据：研究发现欧白芷素对耐药细胞株K562/A02有显著的逆转耐药活性, 最大逆转倍数为7.36。在K562/A02细胞中, 欧白芷素明显增加阿霉素的累积, 增加了罗rhodaminel123（Rh123）蓄积, 抑制了Rh123的外排, 同时欧白芷素还在mRNA水平抑制了K562/A02细胞中P-糖蛋白的表达。进一步研究发现，欧白芷素通过抑制AKT的磷酸化，进而抑制PI3K-AKT信号通路来发挥作用。科学意义：本课题阐明上述药用植物的活性化学成分, 扩大了活性成分的来源，也为今后新项目的开展提供了研究基础。为活性化合物欧白芷素提供了前期基础。