FpAT多肽抑制血管生成分子机制的研究

A 15-amino acid peptide of the fibrinogen α chain, we termed fibrinostatin, was previously found in serum samples of gastric cancer patients. Our studies demonstrated that: 1) fibrinostatin reduced tumor growth in mouse xenografts in a dose-dependent manner; 2) fibrinostatin had no effect on cancer cells proliferation, but it could inhibit the growth of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) and exhibited anti-angiogenic activities in a variety of angiogenesis models in vitro, which contribute to the inhibition of tumor growth; 3) fibrinostatin entered HUVECs, but not cancer cells, and induced HUVEC apoptosis by upregulation of pro-apoptotic genes; 4) In HUVECs, fibrinostatin could interact with sphingosine kinase-1 (SphK1) and inhibited its kinase activity, resulting in decreased phosphorylation of SphK1 substrate sphingosine (S1P) and ERK. The aim of this project is to verify that fibrinostatin acts specifically on endothelial cell function via suppression of the SphK1/S1P pathway, to explore the molecular mechanisms of fibrinostatin-mediated inhibitory effect on angiogenesis, and to provide evidence for the development of a potential anti-tumor therapeutic agent.

FpAT多肽是申请者所在团队从胃癌患者血清中发现的、源自纤维蛋白原的多肽，由15个氨基酸组成。对其体内、外的功能及相关机制研究发现：FpAT多肽可抑制荷瘤小鼠的肿瘤生长且呈良好的剂量效应；FpAT多肽不抑制肿瘤细胞增殖，但可诱导血管内皮细胞的凋亡及抑制血管生成，显示其通过抗血管生成作用抑制肿瘤生长；FpAT多肽可特异性进入血管内皮细胞，通过上调多个促凋亡基因的表达促进内皮细胞的凋亡；FpAT多肽与鞘氨醇激酶(SPHK1)有潜在相互作用，可抑制SPHK1激酶活性及其引起的相关信号通路的活化。本项目拟在上述研究的基础上，对FpAT多肽进入内皮细胞是否具有选择性；FpAT多肽是否确实与SPHK1相互作用并抑制其激酶活性；FpAT多肽对内皮细胞的增殖、迁移抑制作用是否依赖于抑制SPHK1活性等问题进行系统研究，旨在阐明FpAT多肽抗血管生成的分子机制，为FpAT成为新的抗肿瘤多肽药物奠定基础。

肿瘤新生血管的形成对肿瘤的发生、发展和转移起到至关重要的作用。如果没有血管的生成，肿瘤将长期处于直径小于1.5～2mm的“休眠”状态。而针对抗血管生成的治疗策略具有抗瘤谱广、不易产生耐药及药物易于到达靶部位等特点，故这一策略已被认为是肿瘤治疗的最有前景的手段之一。.FpAT多肽是申请人所在团队通过对胃癌病人血清进行肽谱分析，发现的在胃癌病人血清中高表达的含有15个氨基酸的多肽肽。进一步研究表明该多肽可选择性进入血管内皮细胞，导致其迁移能力、与细胞外基质的黏附能力和三维管状结构形成能力的下降，并可诱导血管内皮细胞凋亡从而抑制血管形成，拮抗肿瘤生长。FpAT多肽在荷瘤小鼠中具有良好的抗肿瘤生长作用；在使用不同实验动物进行的安全性评价中也均表现出良好的用药安全性。本课题在此基础之上，依据申请书中主要研究内容，进一步明确了FpAT多肽的抗血管生成作用及其机制。FpAT多肽可特异性进入内皮细胞并诱导血管内皮细胞的凋亡，但对肿瘤细胞和正常细胞的增殖无明显抑制作用。FpAT多肽的抗血管生成作用是由于其与鞘氨醇激酶(SPHK1)存在相互作用，抑制SPHK1激酶活性及其引起的相关信号通路的活化。此外，我们通过研究还发现FpAT多肽可以抑制肿瘤细胞转移。这些研究结果表明，FpAT多肽具有极大的临床应用价值，具备开发成为新型抗肿瘤多肽药物的基础。目前，该品种已完成临床前研究并通过国家食品药品监督管理局审评，获准进入I期临床试验。