海洋来源的多肽CSP靶向ENO1抑制肿瘤生长和转移的分子机制

Enolase isoform 1(ENO1),a rate-limiting enzyme of glycolytic cycle, plays critical role in tumor genesis and development. ENO1 has a potential to be a novel target in cancer therapy, CSP (Ciona savignyi polypeptide) is a novel anti-tumor ploypeptide isolated from Ciona savignyi. Recent study in our laboratory found that CSP displays potent anticancer activity to several human cancer cells, but the polypeptide shows little sensitivity on normal cells . Further study reveals that the polypeptide could bind with ENO1 specifically, inducing apoptosis in cells expressing high level of ENO1. Our results strongly suggest that ENO1 is the target of CSP in human cancer cell.However,little is known about the mechnism of CSP interacts with ENO1. In the present study, we plan to study the interaction of CSP and ENO1 in human HCT116 cell, identify the CSP binding domain on ENO1. Moreover, we will study the energy metabolism and metastasis of HCT116 cancer cells in the presence of CSP to elucidate the interaction of CSP with ENO1 on cancer cell function as well as the potential signal pathway of CSP on cancer cell energy metabolism and cell metastasis，document the underlining mechanism of interaction between ENO1 and CSP. This study is important for developing ENO1 as a novel target in cancer therapy and also have great vale for developing the marine polypeptide as a novel anticancer agent.

Enolase1(ENO1)是糖酵解过程的限速酶，与肿瘤的发生、发展关系密切，有望成为肿瘤治疗的新靶点。CSP是由海鞘中获得的抗肿瘤多肽，已获重组表达，其对多种肿瘤细胞显示良好的杀伤活性，但对正常细胞却无抑制作用。进一步分析表明CSP能够与ENO1结合，且能显著抑制ENO1高表达细胞的生长和转移，说明ENO1是CSP的直接作用靶点，但尚不明确CSP与ENO1的相互作用机制。本项目以结肠癌细胞为研究对象，拟研究CSP与ENO1结合对ENO1结构与功能的影响、鉴定CSP与ENO1的结合位点，研究CSP拮抗ENO1对结肠癌细胞能量代谢和细胞迁移的影响及可能的影响途径，揭示CSP与ENO1蛋白的相互作用规律、阐明ENO1在肿瘤细胞能量代谢和细胞转移中的调控作用。通过本研究将明确CSP的抗肿瘤作用机制，并对确定ENO1作为新型抗肿瘤靶标及发展新型的海洋抗肿瘤新药都具有重要的科学价值。

CSP 是由海鞘中获得的抗肿瘤多肽，其对多种肿瘤 细胞显示良好的杀伤活性。Enolase1(ENO1)是糖酵解过程的限速酶，与肿瘤的发生、发展关系密切，有望 成为肿瘤治疗的新靶点。前期研究表明 CSP 作为生物大分子主要分布于细胞膜表面，且能够与肿瘤细胞表面的 ENO1 结合，说明 ENO1 可能是 CSP 的直接作用靶点。本项目以结肠癌细胞为研究对象，研究了 CSP 与 ENO1的结合作用及这种 结合对 ENO1 结构与功能的影响、鉴定 CSP 与 ENO1 的结合的结构域，研究了 CSP 拮抗 ENO1 对结肠癌细胞能量代谢和细胞迁移的影响及可能的影响途径。研究结果表明，CSP与肿瘤细胞膜表面的ENO1相互作用，能显著抑制 ENO1 高表达细胞的生长和转移，且CSP多肽与肿瘤细胞表面的ENO1结合影响细胞内ENO1的酶活性，减少细胞ATP产生，从而影响肿瘤细胞的能量供给。进一步研究发现CSP与ENO1的结合影响了细胞内2价金属离子的浓度，进而影响ENO1与二价金属离子的结合，从而酶活性受到抑制；对CSP多肽结合域研究发现CSP多肽的后端序列对于维持多肽的活性至关重要，而前段18个氨基酸是其主要结合区域；对CSP对肿瘤细胞迁移和侵袭影响研究发现，CSP可显著抑制肿瘤细胞侵袭和转移，降低细胞对基质胶的粘附作用；并且能够影响微管蛋白聚合，影响细胞周期抑制肿瘤细胞增殖。本研究揭示了新型海鞘多肽 CSP 与 ENO1 蛋白的相互作用规律、阐明了 ENO1 在肿瘤细胞能量代谢和细胞转移中的调控作用。初步明确了 CSP 的抗肿瘤作用机制，并发现CSP是一种多靶点作用蛋白，非常有潜力成为的新型海洋抗肿瘤新药。同时，通过本研究验证了ENO1作为肿瘤治疗靶点的可行性，这对于发展ENO1成为抗肿瘤药物研究新靶点具有重要研究价值。本项目发表论文8篇，其中SCI论文7篇，获得专利1项，协助培养研究生4名。