一类necroptosis诱导剂抗肿瘤干细胞的研究

2005年哈佛大学袁钧英教授定义了一种具有坏死样形态特征的程序性死亡方式－necroptosis，成为细胞死亡领域研究热点。我们在前期的研究中发现紫草素及其衍生物可以诱导肿瘤细胞necroptosis，从而避开肿瘤细胞的凋亡耐受及多药耐药性。已经证实多种肿瘤内部存在肿瘤干细胞，是肿瘤形成、生长、转移和复发的根源，肿瘤干细胞具有凋亡耐受及多药耐药特性，对常规药物治疗不敏感，探索对肿瘤干细胞的治疗办法具有巨大的现实意义。本研究将以紫草素及其衍生物作为necroptosis诱导剂，在原代肿瘤干细胞及原位肿瘤动物模型水平较系统地研究此类小分子药物对于两种肿瘤干细胞（白血病干细胞及乳腺癌干细胞）的药效和机理。通过本研究可以明确necroptosis诱导剂具有抗肿瘤干细胞特性，并进一步阐明紫草素及其衍生物抗肿瘤干细胞的具体分子机理，为其作为干细胞药物的开发提供坚实的理论支持和有效的前期研究基础。

细胞死亡最早被分成两类即凋亡和坏死，凋亡即为程序性死亡，后来的研究表明，有多种非凋亡的程序性死亡，如自噬、Oncosis、Paraptosis、 Pyroptosis、Necrapoptosis、有丝分裂灾难等等，2005年哈佛大学袁钧英教授定义了一种具有坏死样形态特征的程序性死亡方式－necroptosis，成为细胞死亡领域研究热点。我们在前期的研究中发现紫草素及其衍生物可以诱导肿瘤细胞necroptosis，从而避开肿瘤细胞的凋亡耐受及多药耐药性。肿瘤内部存在一小部分具有干细胞特性的细胞，是肿瘤形成、生长、转移和复发的根源，即肿瘤干细胞，肿瘤干细胞对常规的放疗及化疗不敏感，其机制包括凋亡耐受。该研究的思路是necroptosis诱导剂可以有效地抗肿瘤干细胞，提高抗抗肿瘤治疗效果。.本研究用流式细胞仪多重标记的方法测定了紫草素及其衍生物α-甲基-正丁酰紫草素（MBS）对原代急性粒系白血病干细胞的药效，结果发现紫草素及其衍生物较临床化疗药物DNR有更好的抗白血病干细胞功效。将药物处理后的白血病及乳腺癌原代肿瘤细胞接种到软琼脂上培养后计数克隆数目，结果发现紫草素及其衍生物可以有效地抑制肿瘤克隆形成。从白血病细胞系HL60、K562及乳腺癌细胞系MCF7、MDA-MB-231中分选出肿瘤干细胞，接种至SCID鼠腋下，1周后开始给药，结果发现腹腔注射紫草素可以明显抑制肿瘤生长。.进一步以HL60及K562作为细胞模型开展紫草素诱导肿瘤细胞necroptosis的机理研究，结果发现发现紫草素诱导HL60及K562细胞死亡方式呈浓度依赖性，在低浓度下诱导白血病细胞凋亡，高浓度下诱导白血病细胞necroptosis。紫草素诱导细胞necroptosis时伴有线粒体PT孔开放，necroptosis特异性抑制剂Nec-1可以部分抑制PT孔的开放，从而使细胞死亡转向凋亡。此外，我们还发现Nec-1可以增加低浓度紫草素诱导的白血病细胞凋亡，并且在原代粒细胞白血病细胞上证实，Nec-1可以增加紫草素诱导的原代白血病细胞凋亡，其主要机理为Nec-1可以通过抑制RIP1的活性而抑制ERK1/2的磷酸化。.本研究基本按原计划开展，达到研究目的，发表SCI论文3篇，参与培养博士后1名，博士2名，硕士2名。