荔枝核总黄酮抑制前列腺癌生长及骨转移的分子机制

Prostate cancer is one of the most common malignant tumors in elderly men. Prostate cancer bone metastasis are the leading cause of high mortality rate. At present, drug resistance in clinical treatment on prostate cancer patients leads to chemotherapy failure and tumor metastasis. Litchi seed, as a classic traditional Chinese medicine, is widely used to treat prostate diseases including prostate cancer, due to its feature of Sanjie and analgesic effect. Our previous studies showed that total flavonoids of litchi seed (TFLS) could significantly inhibit the proliferation, migration and invasion of prostate cancer cells and increase the chemo-sensitivity of prostate cancer resistant cells in vitro. It also exhibited the obvious growth inhibition of prostate cancer in mice model. Meanwhile, it is worth noting that TFLS showed minimal effects on the normal prostate epithelial cell lines, indicating that TFLS has selective activity against prostate cancer cells. However, the molecular mechanism of TFLS anti-prostate cancer and its bone metastases is unclear. In order to investigate the underlying molecular mechanism of TFLS anti-prostate cancer and its bone metastases, different experiments on cell cycle regulation, apoptosis, metastasis, chemotherapy sensitization and bone microenvironment were designed in vivo and in vitro.

前列腺癌（PCa）是老年男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，PCa化疗耐药及其骨转移是导致高死亡率的最主要原因，目前尚缺乏有效的治疗方法。荔枝核具有散结、止痛之功，在中医临床上常配伍治疗多种前列腺疾病，包括PCa及骨转移引起的骨痛等。课题组前期研究显示，在体外荔枝核总黄酮可抑制PCa细胞的增殖、迁移和浸润，提高PCa耐药细胞对化疗药物的敏感性，并且还可抑制PCa在小鼠体内的生长，而对正常的前列腺上皮细胞无明显抑制作用。提示荔枝核总黄酮具有较大的临床开发价值，其对PCa生长和转移的抑制具有选择性，但尚缺乏深入的分子机制研究。因此，本课题拟选用不同类型的PCa细胞，采用多种现代细胞生物学检测手段及三种不同的PCa及骨转移动物模型，围绕细胞周期调控、凋亡、转移、化疗敏感性及对骨微环境的影响等方面，系统探讨荔枝核总黄酮抑制PCa生长及骨转移的分子机制。

前期研究显示，荔枝核总黄酮（TFLS）可抑制PCa细胞的增殖、迁移和浸润，但尚缺乏深入的分子机制研究。本项目主要通过体内外实验，围绕TFLS对PCa细胞生长、转移、化疗敏感性及对骨微环境的影响等方面，深入揭示TFLS抑制前列腺癌细胞生长和转移的分子机制。研究结果显示：（1）TFLS可明显抑制PCa细胞PC3和DU145的增殖和克隆形成；调控凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和Cleaved-PARP的表达，诱导PC3和DU145细胞的凋亡，但对细胞周期无调控作用；TFLS可降低PCa细胞的迁移和侵袭能力，TFLS上调E-cadherin和β-catenin的表达，下调Vimtenin的表达，证实TFLS抑制PCa细胞的转移与EMT相关；进一步发现TFLS可显著降低p-AKT及其下游的p-NF-κB、p-mTOR、p-IκB ɑ的表达，提示TFLS可靶向AKT/mTOR&NF-κB双通路，通过诱导细胞凋亡、减弱EMT，进而抑制PCa细胞的生长和转移。（2）TFLS可抑制PCa紫杉醇（PTX）耐药细胞PC3-Txr和DU145-Txr的增殖，TFLS与PTX联合应用对两种耐药细胞存在协同抑制作用，但TFLS不能增强耐药细胞对PTX的敏感性。（3）骨髓基质细胞OP9可促进PC3和DU145细胞增殖，TFLS可通过干预OP9细胞逆转这一增殖过程，提示TFLS可通过改变骨微环境进而抑制PCa生长。其分子机制可能与TFLS调控OP9细胞分泌的细胞因子有关，包括上调IGF-1 R、PDGF-AA、GCSF、EGFR、IGFBR-5的表达水平；下调HGF、HGFR、VEGF、SCF、VEGFR3等细胞因子的表达。进一步通路富集和实验证明TFLS可能通过调控HGF/HGFR/NF-κB信号轴影响PCa细胞的增殖。（4）成功构建PC3-GFP细胞在小鼠胫骨内生长体外培养模型，为下一步探讨骨微环境对PCa细胞生长提供研究模型。（5）TFLS可分别抑制RM-1和PC3细胞在C57BL/6小鼠胫骨内和裸鼠皮下移植瘤的生长；左心室注射成功构建C57BL/6小鼠RM-1-luc细胞骨转移模型，但TFLS对RM-1-luc骨转移无明显抑制作用；急毒实验显示TFLS没有明显体内毒性，安全剂量使用范围较广。该研究为把TFLS开发为新的抗PCa药物提供理论基础。