香豆素β抑制骨肉瘤的分子机制

Osteosarcoma (OS) is the most prevalent malignant neoplasm in teenagers with the highest incidence rate in primary bone neoplasms. It rises from the malignant of primitive transformed cells of mesenchymal origin. In the 1970s, the 5-year survival rate of OS patients was increased to 60% due to neoadjuvant chemotherapy and the limb-sparing rate was also increased to 90%. But over the past 30 years, the 5-year survival rate of OS patients has not been significantly improved. So it is in urgent need to find more effective therapeutic drugs for OS. Our previous work showed that anticarin β could selectively inhibit OS cells. In nude-mouse orthotopic human OS model, anticarin β had better effects than methotrexate and cisplatin in vivo. On the basis, this project will study 1) the selective target of anticarin β inhibits OS cells; 2) the downstream signaling pathway of anticarin β inhibits OS cells; 3) the therapeutic effect of anticarin β in vivo. The implementation of this project will elucidate the molecular mechanism of OS cell apoptosis selectively induced by anticarin β to provide novel targets, new strategies and new drug candidates for the treatment of OS.

骨肉瘤（OS）是一种多发于青少年的恶性骨肿瘤。OS由间质细胞恶性增生形成，其发病率居原发性骨肿瘤的第1位。虽然从上世纪70年代开始在治疗方案中引入了新辅助化疗，将OS患者的5年生存率提高到了60%，保肢率也达到了90%，但是30年来，患者5年生存率一直未能得到明显提升，因此急需寻找更有效的OS治疗药物。我们的前期工作发现香豆素β能够选择性地抑制OS细胞，在人骨肉瘤裸鼠原位移植瘤模型中也具有比甲氨蝶呤和顺铂更好的疗效。在此基础上，本项目将从以下三方面进行研究1）香豆素β选择性抑制OS细胞的作用靶点；2）香豆素β抑制OS细胞的下游信号通路；3）香豆素β在体内的治疗效果。本项目的实施将深入揭示香豆素β选择性抑制OS细胞的分子机制，以期找到OS的新型治疗靶点，为OS治疗提供全新的思路和候选药物分子。

骨肉瘤是一种多发于青少年的恶性骨肿瘤。现阶段还没有专一有效的防治手段，且临床使用的一线化疗药物还源于上世纪70-80年代，也没有新的靶向药物被应用于治疗，急需拓展骨肉瘤的治疗靶点。基于我们前期源于天然产物的发现，本项目1）明确了香豆素β的作用靶点为TRiC蛋白复合物的CCT4亚基，进一步证明了CCT4与药物的直接结合氨基酸为107T、464T和508V，结合常数KD约为2.2E-6；2）明确了香豆素β通过抑制TRiC蛋白间接导致了STAT3成熟过程中发生错误折叠，而骨肉瘤的生长又依赖于STAT3的持续激活，同时抑制TRiC蛋白还会导致骨肉瘤细胞自噬体与溶酶体的融合受阻，使错误折叠的蛋白无法得到有效的降解清除，最终导致骨肉瘤细胞内的蛋白稳态失衡，细胞死亡；3）香豆素β在骨肉瘤CDX和PDX模型上均能够很好的抑制骨肉瘤的生长，增加免疫细胞的浸润，在肌肉中的代谢要慢于血液中，半衰期达到了1.4小时，在骨肉瘤的治疗上具有比较好的药代动力学和毒性特征。以上的研究发现为香豆素β作为抗肿瘤的新型分子提供了理论基础和临床前预研究的数据。同时提出并证明了TRiC作为骨肉瘤治疗靶点的潜力，也发现了TRiC蛋白的首个小分子抑制剂，香豆素β。我们还申请了相关专利，为进一步进行临床应用奠定基础。