钙蛋白酶抑制剂对癌性恶病质的治疗作用及其机制的研究

Cancer cachexia refers to a systemic dysfunction and failure accompanied with tumor, striking tabefaction，anemia ,languishing spirit ,ect. It seriously influenced the patient 's quality of life and the original disease treatment. In this study based on the previous research, we intend to observe the calpain inhibitor in skeletal muscle proliferation, apoptosis, degradation and its relationship with ubiquitin-proteasome, and investigate its possible mechanism through cultivating rat skeletal muscle cells in vitro. At the same time, to survey calpain inhibitor in skeletal muscle cell metabolism in mouse model with C26 cancer cachexia in vivo and co-culture of skeletal muscle cells and C26 tumor cells in vitro. To investigate the effect of calpain inhibitor on skeletal muscle cell metabolism and its mechanism under the tumor factor and its interaction with host factor, through different circumstances. The primary　target of the study is to provide a new therapeutic strategy for inhibiting the progress of cancer cachexia, improving patient 's quality of life,promoting original disease treatment, and prolonging the patient's survival time.

癌性恶病质是指机体伴发肿瘤、显著消瘦、贫血、精神衰颓等全身机能失调、衰竭的现象，严重影响病人的生活质量和对原发病的治疗。本项目在我们前期有关癌性恶病质治疗的研究基础上，拟在离体大鼠骨骼肌培养中，观察钙蛋白酶抑制剂对骨骼肌增殖、凋亡、降解的作用以及在此过程中与泛素-蛋白酶体之间的相互关系，探索其可能的作用机制。在体内C26癌性恶病质小鼠模型和在体外骨骼肌细胞与C26肿瘤细胞共培养中，观察钙蛋白酶抑制剂对骨骼肌代谢的影响。通过体内外不同环境，探索在肿瘤因素以及肿瘤因素与宿主因素相互作用下钙蛋白酶抑制剂对骨骼肌细胞代谢的影响及其机制。为阻断癌性恶病质的进展，提高病人的生活质量,促进原发病的治疗，延长病人的生存期提供新的治疗策略。

钙蛋白酶是一类在生物体内普遍存在的钙离子依赖性半胱氨酸蛋白酶，通过钙激活进而表现出蛋白水解酶活性，在癌性恶病质高分解代谢病理状态下骨骼肌消耗中起着重要作用。其抑制剂的应用可能为癌性恶病质骨骼肌消耗治疗带来新的希望。本研究通过体内外实验，初步探索了钙蛋白酶抑制剂对骨骼肌细胞代谢的影响及其机制。结果发现：(1)适量钙蛋白酶抑制剂ALLN能有效抑制骨骼肌细胞的凋亡降解，并且能抑制UPFⅡ对骨骼肌细胞凋亡降解的促进作用；泛素-蛋白酶体系统UPS对于完整骨骼肌细胞的凋亡降解要受到钙离子依赖型蛋白酶系统CDPS的先导性控制。(2)以16 mmol/L 的Ca2+体外诱导C2C12细胞建立凋亡模型，应用ALLN可抑制细胞凋亡、促进增殖，其作用呈时间和剂量依赖性。(3)C2C12细胞与CT26细胞共培养建立体外癌症恶病质模型，钙蛋白酶抑制剂可以通过抑制钙蛋白酶系统及泛素-蛋白酶体在一定程度上缓解骨架蛋白降解，并能够促进成肌细胞增殖及减少其凋亡，其促进增殖作用与促进ERK相关，其抑制凋亡作用与抑制NF-KB、P38、AP-1相关。(4)在建立的癌性恶病质小鼠模型中，钙蛋白酶抑制剂能缓解恶病质相关症状，增加无瘤体重及肌肉质量，改善血清相关营养指标及减少其中炎性细胞因子水平；减少UPS中关键的E3泛素连接酶的表达，其机制可能与减少NF-KB、P38水平有关；化学合成的钙蛋白酶抑制剂还在一定程度上减少骨骼肌凋亡，而过度补充内源性钙蛋白酶抑制剂calpastatin可能增加肌细胞凋亡，其机制可能与calpain/calpastatin失衡及JNK和ERK介导的细胞凋亡有关。