姜黄素与TRAIL的协同抗肿瘤机制研究

安全和有效是肿瘤治疗的两大原则，肿瘤的发生发展机制复杂，可利用多种途径逃避药物杀伤，在治疗肿瘤过程中，联合多种安全性高的抗癌物质抑制多种信号转导途径有显著的疗效。食物来源的天然抗癌剂姜黄素(curcumin)和肿瘤坏死因子相关凋亡配体(TRAIL)都具有高度的安全性，curcumin有着非常广泛的分子靶点，一些分子恰恰就是TRAIL信号通路上的关键分子,具有高度的相关性。研究发现curcumin与TRAIL对肠道肿瘤细胞凋亡具有显著的协同生物效应，但是协同TRAIL诱导肠道肿瘤细胞的分子机制尚不明确。本项目将研究TRAIL与curcumin诱导肠道肿瘤的协同生物学效应，利用二维电泳技术、western blot印记技术、免疫荧光、流式细胞技术和RNA干扰技术等系统研究细胞凋亡与信号通路中关键蛋白变化关系，探寻探寻调控的关键开关分子，阐明TRAIL与curcumin协同作用分子机制。

安全有效是肿瘤防治的两大原则，目前抗肿瘤药普遍存在毒副作用大的问题。化学预防剂，特别是广泛存在于食物中的植物源化合物，因具有毒副作用相对低的特点，易被患者接受。在来源于食物的天然活性物质中，姜黄素(curcumin)的抗癌效果非常显著，并且可增强肿瘤细胞系对化疗药物敏感性。. 本课题深入的研究姜黄素（curcumin）和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）的协同生物学效应，研究结果表明在细胞水平和动物水平上姜黄素和TRAIL具有极其显著的生物学效应。低剂量的姜黄素和低剂量的TRAIL联合应用后显著诱导HT-29结肠癌细胞凋亡，而对正常的肝细胞和肾细胞无影响。动物实验表明Curcumin与TRAIL联合应用可显著增强治疗效果，有效抑制HT-29结肠癌生长，一半以上的荷瘤小鼠的肿瘤消失，生存期大幅度延长。. 本课题较为系统地研究了姜黄素与TRAIL的协同作用分子机制。通过对TRAIL信号通路中大量分子研究，发现Curcumin与TRAIL联合诱导细胞凋亡的途径是通过caspase通路激活的，活化tBid，caspase3，caspase8，PRAP等分子；联合用药可将细胞周期阻滞在G0/G1期，促使线粒体释放细胞色素C，上调p53蛋白，同时上调p53的下游基因GADD45和p21等分子，增加死亡受体DR5的表达；联合作用后降低凋亡抑制蛋白Flips、Bcl-2、Bcl-x的表达水平；抗凋亡蛋白Suvivin和凋亡抑制蛋白家族IAPs等分子western blot显示差异不显著。. 蛋白组学分析数据显示姜黄素和TRAIL联合用药后引起了线粒体相关蛋白的变化，进一步验证了联合作用中线粒体途径起到了重要的作用。RNA干扰实验表明，将DR5和p53分子用干扰质粒干扰后，联合用药效果显著下降，该实验结果进一步证明了DR5和p53这两个分子在姜黄素和TRAIL的协同抗肿瘤效果中起到了关键的作用。