川楝素靶向Wnt/β-catenin信号通路抗结直肠癌活性及其机制研究

The hyperactivation of Wnt/β-catenin pathway plays a pivotal role in the development of cancer. Notably, nearly 90% of colorectal cancers (CRC) show hyperactivation of Wnt/β-catenin pathway. Therefore, targeting the Wnt/β-catenin pathway would be potentially useful in treating CRC. By using Luciferase Reporter System, we previously screened a Natural Product Library and identified a compound, toosendanin, as a potent inhibitor of Wnt/β-catenin pathway. Further molecular docking study showed that toosendanin could combine with Axin1. Moreover, toosendanin could inhibit the proliferation and induce apoptosis of CRC cells. Therefore, we propose Wnt/β-catenin pathway may be the main target of toosendanin in killing CRC cells. In this project, Pull Down, Liquid Chromatography-Mass Spectrometry, Cas9 and PDXs will be used to proceed a study in vitro and in vivo that will investigate the effect of toosendanin in killing CRC cells through inhibiting the Wnt/β-catenin pathway and its detailed mechanisms. This project would provide the experimental data for toosendanin in clinical translational research and a promising drug in treating CRC.

Wnt/β-catenin信号通路异常活化能够驱动肿瘤的发生发展。约90%的结直肠癌（CRC）存在该信号通路异常活化，靶向该信号通路的药物有望高效治疗CRC。我们前期利用Wnt/β-catenin荧光素酶报告基因筛选系统，从天然产物库中筛选获得能够显著抑制该信号通路的化合物：川楝素（TSN）。进一步的分子对接结果显示，TSN与该信号通路中的Axin1存在直接结合位点。此外，TSN能够抑制CRC细胞增殖和诱导细胞凋亡。因此，我们提出科学假设：TSN能够直接靶向Wnt/β-catenin信号通路杀伤CRC细胞。本项目拟采用Pull Down钓靶、液相色谱-质谱联用、Cas9和PDXs等技术在体内外水平上，阐明TSN靶向Wnt/β-catenin信号通路对CRC的杀伤作用和解析其作用的分子机制。本项目预期为TSN靶向治疗CRC的临床转化研究提供有力实验数据，也为CRC靶向治疗提供创新候选药物。

Wnt/β-catenin信号通路异常活化能够驱动肿瘤的发生发展。约90%的结直肠癌（CRC）存在该信号通路异常活化，靶向该信号通路的药物有望高效治CRC。我们前期利用Wnt/β-catenin荧光素酶报告基因筛选系统，从天然产物库中筛选获得能够显著抑制该信号通路的化合物：川楝素（TSN）。然而，川楝素在CRC中的作用，尤其是对5-FU耐药的CRC细胞的作用效果，以及川楝素发挥抗肿瘤作用的靶标及其详细机制还尚未明确。.因此，本研究内容包括：1. TSN对CRC Wnt/β-catenin信号通路的抑制作用；2. TSN在5-FU敏感和5-FU耐药的CRC细胞中的作用效果，系统探究TSN对CRC细胞的活力、增殖、细胞周期及凋亡的具体作用；3. TSN在动物体内的抗CRC作用效果；4. 寻找TSN作用的直接靶标，探究其发挥抗肿瘤作用的具体机制。.本研究的主要结果：1. 应用荧光素酶报告系统，在天然产物库发现TSN能够抑制Wnt/β-catenin信号通路；2. TSN能够抑制LiCl和Wnt-3a激活的Wnt/β-catenin信号，在mRNA和蛋白水平下调β-catenin及其下游靶基因cyclin D1、Axin2和c-MYC的表达；3. TSN能够抑制5-FU敏感的CRC细胞的增殖，将其细胞周期阻滞在G1期，下调cyclin D1的表达，同时上调p53和p21的表达；4. TSN能够诱导5-FU敏感的CRC细胞凋亡；5. TSN能够杀伤5-FU天然耐药与获得性耐药的CRC细胞，使细胞周期阻滞在G1期，抑制细胞增殖，同时诱导细胞发生凋亡；6. TSN能够在动物体内抑制CRC细胞生长，与5-FU联用具有显著的抑瘤效果，在动物体内也能够下调β-catenin的蛋白表达；7. TSN与κ阿片受体存在直接的结合位点，其诱导的CRC细胞活力抑制、细胞凋亡及β-catenin表达下调均能够被κ阿片受体激动剂U50,488H部分回调。.本研究的意义：1. TSN能够杀伤对5-FU敏感和5-FU耐药的CRC细胞，在细胞模型和动物模型都具有优异的抗肿瘤效果；2. TSN通过抑制κ阿片受体的活性抑制Wnt/β-catenin信号通路，从而诱导CRC细胞凋亡；3. 为今后TSN靶向治疗CRC的临床转化研究提供有力的实验数据，也为CRC的高效治疗提供创新候选药物。