丹参酮ⅡA通过靶向TRAIL-receptor和ULBPs增强NK细胞抗非小细胞肺癌效应的作用及分子机制研究

Traditional Chinese medicine and its active compounds play an important role in regulating the anti-cancer immunotherapy of NK cells. Tanshinone ⅡA, the main active compound of Salvia miltiorrhiza Bge., has lots of anti-tumor effects such as inhibiting the proliferation, invasion and metastasis of tumors cells, enhancing apoptosis of tumors cells, but there is no any study on its regulatory effect on NK cells anti-tumor function up to now. In the preliminary study, we found that Tanshinone ⅡA can promote the anti-small cell lung cancer effect of NK cells by significantly up-regulate the expression of TRAIL-receptor and ULBPs on the surface of tumor cells, and the mechanism of these phenomenons may related to CHOP. Therefore, combined with the existing reports, we propose the scientific hypothesis: Tanshinone ⅡA enhances the recognition and lysis of NK cells to non-small cell lung cancer cells by increasing the expression of TRAIL-receptor and ULBPs of tumor cells through CHOP-related signal pathway. For this purpose, we will first clarify the role and its molecular mechanism of Tanshinone ⅡA in up-regulating the expression of TRAIL-receptor and ULBPs, and then clarify the promotion effects in NK cells mediated anti-tumor effect through this mechanism in vivo and in vitro. This work will enriches the molecular mechanism of Tanshinone ⅡA, and will provide theoretical basis and experimental support for its further application combining with NK cells anti-tumor immunotherapy.

中医药及其有效成分对NK细胞肿瘤免疫治疗具有重要的调控作用。中药丹参的主要活性成分丹参酮ⅡA具抑制肿瘤细胞增殖与侵袭转移，诱导肿瘤细胞凋亡等抗肿瘤作用，但目前未见其对NK细胞抗肿瘤作用调控的研究。我们前期研究发现，丹参酮ⅡA能明显促进NK细胞抗非小细胞肺癌的作用，显著上调肿瘤细胞表面TRAIL-receptor和ULBPs的表达，其机制可能与CHOP蛋白有关。故结合文献报道，本项目假说为：丹参酮ⅡA通过CHOP相关信号通路上调肿瘤细胞表面TRAIL-receptor和ULBPs表达，增强NK细胞对非小细胞肺癌细胞的识别与杀伤。为验证此假说，我们将首先阐明丹参酮ⅡA上调TRAIL-receptor和ULBPs表达的作用及其分子机制，再进一步阐明其通过此机制在体内外促进NK细胞的抗肿瘤效应，丰富丹参酮ⅡA的抗肿瘤分子机理，也为其临床与NK细胞抗肿瘤免疫治疗的联合应用提供理论依据与实验支持。

癌症一直以来都是制约人类健康，阻碍医学进步的严重问题。尤其是非小细胞肺癌，其发病率和死亡率多年来一直位于前列，是亟需攻克的恶性肿瘤之一。NK细胞肿瘤免疫治疗是肿瘤治疗领域极具前景的方向之一，近年来显示出了巨大的临床潜力。同时，中医药抗肿瘤的相关研究也处于快速发展中，许多研究表明中药及其有效成分对NK细胞肿瘤免疫治疗具有重要的调控作用。来源于中药丹参的活性小分子丹参酮IIA显示出了对NK细胞抗肿瘤效应的调控潜力，本项目对此开展了深入研究。在本项目中，我们主要围绕丹参酮IIA在体内外增强NK细胞抗非小细胞肺癌效应的作用，及其上调非小细胞肺癌细胞表面DR5、ULBP1的表达并通过TRAIL/TRAIL-receptor途径和NKG2D/ULBPs途径增强NK细胞抗肿瘤活性的调控机制，以及其上调DR5和ULBP1表达的分子机制这几大部分开展相关的研究工作。结果显示，丹参酮IIA在体外能够显著增强NK细胞对非小细胞肺癌细胞的杀伤活性；增强NK细胞的脱颗粒功能；显著上调非小细胞肺癌细胞表面DR5和ULBP1的表达。动物体内实验结果也显示，在全免疫小鼠肿瘤模型中，丹参酮IIA能够显著抑制小鼠皮下肿瘤的生长；在免疫缺陷小鼠肿瘤模型中，丹参酮IIA也同样能够显著增强NK细胞过继性治疗的抗肿瘤效果；当使用抗体清除小鼠体内NK细胞后，丹参酮IIA的抗肿瘤作用也随之被逆转。对丹参酮IIA作用机制的研究结果显示，当使用siRNA敲低DR5和ULBP1表达，或使用抗体阻断TRAIL和NKG2D时，丹参酮IIA对NK细胞抗肿瘤效应的增强作用也随之被逆转，说明靶向TRAIL/TRAIL-receptor途径与NKG2D/ULBPs途径是丹参酮IIA增强NK细胞杀伤活性的调控机制。进一步的研究结果显示，激活非小细胞肺癌细胞内PERK-ATF4-CHOP信号通路，是丹参酮IIA上调DR5和ULBP1表达的具体机制。本项目的研究工作首次明确了丹参酮IIA对NK细胞抗肿瘤活性的调控作用，并阐明了其具体的分子免疫机制。本项目的研究工作丰富了丹参酮ⅡA的抗肿瘤分子机理，也为其临床与NK细胞抗肿瘤免疫治疗的联合应用提供理论依据与实验支持。