环吡酮胺通过DJ-1诱发结直肠癌细胞自噬的分子机理研究

Ciclopirox (CPX) is a traditional antifungal drug that exhibits favorable antitumor activity. It has been reported that CPX could induce autophagy, but the underlying mechanisms remain elusive. In the previous study, we found that CPX could inhibit proliferation and induce autophagy through downregulation of DJ-1, a key regulator of autophagy, in colorectal cancer cells. Further study showed that CPX could initiate the ubiquitin-mediated degradation of DJ-1, while the detailed molecular mechanisms remain to be elucidated. Bioinformatics analysis suggested that p53 could interact and negatively regulate DJ-1. p53 knockdown could restore CPX-induced DJ-1 downregulation, implying that p53 may be involved in ubiquitin-mediated degradation of DJ-1. In this project, we will investigate the potential role of p53 in ubiquitin-mediated degradation of DJ-1 induced by CPX and illustrate the molecular mechanisms of p53/DJ-1 in CPX-induced autophagy. Further, we will evaluate the potential application value of CPX-induced autophagy in cancer therapy. Our study will provide insights for the new use of CPX in translational medicine.

环吡酮胺（CPX）是一类抗真菌药物，近期研究发现CPX具有良好的抗肿瘤活性。虽然CPX诱导肿瘤细胞自噬已有初步报道，但其分子机理尚不明确。前期我们以结直肠癌为模型，发现CPX可显著抑制细胞增殖，并通过下调自噬关键调控因子 DJ-1的表达诱发细胞自噬。进一步研究表明CPX介导的DJ-1表达下调依赖于泛素化降解途径，然而其具体机制仍有待阐明。生物信息学分析显示p53与DJ-1相互作用且功能拮抗，敲降p53可抑制CPX诱导的DJ-1表达下调，提示 p53可能参与调控CPX介导的DJ-1泛素化降解。在此基础上，本项目拟明确p53在CPX诱导DJ-1泛素化降解中的作用；阐明CPX通过调控p53/DJ-1诱导结直肠癌细胞自噬的分子机制；明确CPX诱导的自噬在肿瘤治疗中的潜在应用价值。通过本项目的实施，有望为旧药新用的转化医学研究奠定基础。

项目背景：广谱抗真菌药物环吡酮胺近期发现具有良好的抗癌活性，但其抗癌机理目前尚不完善。本项目旨在明确环吡酮胺抗结直肠癌的分子机制，为旧药新用的转化医学研究奠定分子基础。.主要研究内容：通过全基因组序列差异性表达分析结合生物信息学筛选到环吡酮胺抗结直肠癌的潜在的自噬关键调控因子DJ-1，采用多种细胞模型与动物模型，利用细胞分子生物学技术在体内外水平明确环吡酮胺诱导结直肠癌细胞内DJ-1下调、导致结直肠癌细胞发生保护性自噬的分子机制。.重要结果：（1）明确了环吡酮胺抗结直肠癌效应与DJ-1下调导致细胞内ROS积聚密切相关：我们发现环吡酮胺能明显抑制结直肠癌细胞增殖及诱导结直肠癌细胞凋亡；环吡酮胺抗结直肠癌效应与其诱导细胞内DJ-1下调相关；DJ-1表达下调会导致结直肠癌细胞抗氧化能力降低，诱导细胞内ROS积聚。（2）阐明了环吡酮胺能抗结直肠癌并诱导发生保护性细胞自噬：我们发现环吡酮胺在抗结直肠癌的同时还能诱导细胞自噬发生，而抑制细胞自噬可增强环吡酮胺抗结直肠癌效应。（3）明确了环吡酮胺通过激活转录因子RUNX1来调控结直肠癌细胞内DJ-1下调：我们发现环吡酮胺诱导结直肠癌细胞内DJ-1表达下调发生在其转录水平，是通过转录因子RUNX1直接与DJ-1基因的启动子结合，从而抑制DJ-1基因转录，导致DJ-1表达下调。.科学意义：我们发现环吡酮胺通过DJ-1下调诱发结直肠癌细胞发生保护性自噬，完善了环吡酮胺抗结直肠癌的分子机制，为后续环吡酮胺在结直肠癌治疗中的应用提供理论依据和全新的治疗策略。