黄芩有效部位靶向多发性骨髓瘤干细胞样细胞及其相关信号网络机理的研究

多发性骨髓瘤(Multiple Myeloma MM)的Side Population(SP)表型细胞具有干细胞样特性，被认为富含MM干细胞，是肿瘤根除的新靶标细胞，其受控于一个复杂的信号网络系统，主要与ABC转运蛋白、Hedgehod及PI3K/Akt信号网络及其相互作用密切相关。我们的前期实验提示，黄芩有效部位能有效地抑制MM的SP细胞增值、克隆形成，其分子机理已在其它肿瘤中被证实涉及上述信号网络系统。但其影响MM的SP细胞的分子机理尚未有报导提示。本课题在前期实验的基础上，对黄芩有效部位抑制MM的SP细胞增值、克隆形成，诱导凋亡等作用进行更详尽的研究，并对涉及的上述信号网络系统在其中的作用进行了探讨。

多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma，MM）的侧群细胞（Side Population，SP）具有干细胞样特性，被认为富含MM干细胞，是肿瘤根除的新靶标，主要与“ABC家族-Hedgehod-PI3K/Akt”信号网络及其相互作用密切相关。. 在本课题中，我们首先筛选并优化了中药黄芩有效部位的提取方法及其质量控制条件；对黄芩提取物及其主要的四种活性成分的抗MM细胞增殖的效应进行了比较分析，发现了其对MM细胞的作用特点：对MM整体细胞的影响主要与其中的汉黄芩素、黄芩苷等相关，其中，汉黄芩素的活性较强，IC50=38µg/mL，而黄芩提取物的抗肿瘤细胞增殖效应相对较弱；同时，黄芩对MM中SP细胞含量存在影响，并且，这种影响可能与其中的活性成分黄芩素等密切相关；黄芩对MM细胞在动物体的成瘤能力也存在一定的影响。. 为探讨黄芩及其活性成分对MM细胞影响的机理，我们对与SP密切相关的“ABC家族-Hedgehod-PI3K/Akt”信号网络进行了筛选，结果提示了SP的特异性表型ABCG2蛋白表达的下调可能与此相关。另一方面，黄芩的活性成分汉黄芩素对MM细胞增殖的影响及其诱导肿瘤细胞凋亡，与其剂量依赖地抑制PARP的表达，增加PARP的裂解，同时，上调Bax的表达，下调Bcl-2的表达，以及抑制Akt磷酸化，等等机理有关。. 我们还进一步运用虚拟技术，通过中药活性成分数据库的建立，利用药效团模型、QSAR模型、虚拟对接等，探讨复杂的中药及其复方的活性成分数据库与靶标蛋白之间的相互作用。其中，结合同源模建，成功进行了黄芩素与ABCG2蛋白的虚拟对接，与ABCG2的特异性抑制剂FTC（Fumitremorgin C）的作用模式进行了比对，结果发现，两者均可对接进相同的活性口袋，均可与Lys12形成氢键，与口袋中关键的Arg112的距离也非常相近，提示了黄芩素具有与FTC相类似的作用活性及作用机理。同时，利用上述虚拟对接平台，对汉黄芩素与靶标蛋白Akt1的相互作用机理进行了探讨，发现：至少7个氨基酸残基在口袋里参与了作用，汉黄芩素可以通过形成氢键与Hsn54，Gln79，Tyr272，Arg273，和Asp274等相互作用，而且，还可以与Trp80和Lys179形成芳香共轭作用。进一步从分子水平上佐证了我们的生物学实验的结果