基于PPARγ/RXRα核受体信号通路的千层纸素诱导白血病细胞分化的研究

受体PPARγ是目前肿瘤细胞分化研究的热点，PPARγ激动剂能够诱导肿瘤细胞分化和凋亡，但临床应用效果不十分理想，这可能与体内肿瘤环境下RXRα的高度磷酸化阻碍异源二聚体PPARγ/RXRα发挥转录激活功能有关。千层纸素（Oroxylin A）是中药黄芩的有效单体成分之一，体内外具有较强的抗肿瘤活性，进一步研究发现，千层纸素能诱导体外培养的白血病细胞发生分化，同时上调核受体PPARγ的表达和促进核转位，抑制RXRα的磷酸化及上游MAPK/ERK 通路的激活。有关千层纸素诱导白血病细胞分化及调控PPARγ/RXRα功能的作用国内外文献未见报道，本项目旨在研究千层纸素对PPARγ转录激活作用以及对MAPK/ERK→pRXRα和tRXRα→PI3K/AKT通路及tRXRα的泛素化降解的影响，阐明千层纸素诱导白血病细胞分化的作用机制，同时为天然产物的抗白血病作用机制研究提供新思路。

千层纸素是黄芩中提取的一种黄酮类化合物，被报道具有抑制多种肿瘤细胞的作用。研究结果表明，千层纸素能够抑制AML细胞株NB4、U937、HL-60和AML原代细胞的增殖生长，且对U937裸鼠移植瘤具有生长抑制作用。千层纸素能使U937和HL-60细胞阻滞在G0/G1期，并上调p21的表达，抑制cyclin D1、cyclin E、CDK4的表达，引起Rb的去磷酸化。千层纸素能够使细胞形态发生改变，恢复NBT还原能力并增加CD11b和CD14的表达，诱导AML细胞发生分化。PPARγ抑制剂GW9662可以抑制千层纸素诱导的U937和HL-60细胞的CD11b和CD14表达升高，沉默PPARγ的表达同样能一定程度逆转这个作用。分子对接结果表明，千层纸素与PPARγ的LBD的Arg 288 和Leu 340位点形成稳定氢键，结合能力较好。竞争性结合实验结果也证实了千层纸素具有与PPARγ的LBD竞争性结合的活性。研究表明，千层纸素能使细胞核内的PPARγ水平升高，且与PPARγ反应元件PPRE的结合活性显著增高。另外，千层纸素对C/EBPβ的表达也有显著的增高作用，该作用能被GW9662抑制。我们的研究还发现，千层纸素通过抑制MAPK/ERK通路从而减少RXRα的磷酸化，同时下调tRXRα水平，且能够与ATRA和VD3协同发挥增殖抑制和分化诱导作用。我们还发现千层纸素能够RXRα依赖性地抑制TNFα引起的PI3K/AKT通路激活，但该作用是通过阻碍tRXRα与p85α的蛋白相互作用而产生的。ATRA是临床应用难题之一就是RAS的发生，RAS发生机制与已分化白血病细胞分泌IL-6有关。我们研究发现千层纸素能通过下调ATRA引起的CHOP表达，从而干扰LAP/LIP/CHOP相互作用，最后达到下调IL-6的目的。综上所述，千层纸素能够通过调节PPARγ功能抑制AML细胞的增殖和生长，诱导AML细胞发生G0/G1期周期阻滞和分化。联合用药方面，千层纸素还能够通过抑制RXRα的磷酸化与其它核受体激动剂的抗AML协同作用；通过阻碍tRXRα与p85α的蛋白相互作用与TNFα协同诱导AML细胞分化；与ATRA联用时能够抑制ATRA引起的RAS相关IL-6表达。本项目研究揭示并阐明了千层纸素抗AML作用及联合用药协同作用及相关机制，同时为天然产物的抗白血病作用机制研究提供新思路。