新型亚型选择性组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)抗T细胞淋巴瘤的分子机制研究

Lymphoma is the most common blood cancer in developing world. Yet, there are no effective therapies to cure or delay the disease beyond 5 years patient’s survival. Traditional Chinese Medicine was used over millennia to cure various diseases, displaying minimal toxicity. Identifying the biological active compound within these TCMs is therefore necessary to develop a better treatment modality for treatment of diseases. By screening a library of compounds isolated from medicinal plants in China, we identified a novel agent that strongly induce apoptosis in several cancer cell lines derived from mouse and human T-cell lymphoma. We further validated the potent anti-cancer activity of this compound in pre-clinical studies using several animal models. This lead compound then has great potential to be used as a drug for treatment of T cell lymphoma. While the natural target of this compound has not yet been identified, our preliminary experiments demonstrated that the compound is functions as a potent histone deacetylase (HDAC) inhibitor. Protein deacetylation plays a critical role in gene regulation, which derives cancer cell initiation and progression. Whether this compound can eliminate cancer stem cells, that are the cause of cancer progression, will also be examined in this study. The overall objective of this project is to identify and characterize the target of this compound and further optimize its anti-cancer activity to be used as a drug in preclinical analysis for treatment of aggressive T-cell lymphomas.

淋巴瘤是发展中国家尤其常见的血液肿瘤,目前还没有延续病人寿命超过5年或者有效治愈的方法。已有上千年应用历史的传统中药民族药具有有效低毒的特点,从中发现具有抑制、减缓或治疗淋巴瘤的活性化合物具有重要的学术价值和临床前景。我们通过筛选前期建立的中药民族药化学库中的数千样品,获得了一种能够选择性地诱导数种小鼠和人T细胞淋巴瘤细胞凋亡的新型化合物A611。同时,我们运用动物模型进一步证实了A611具有潜在的抗T细胞淋巴瘤功效,显示了其在治疗T细胞淋巴瘤方面的潜在价值。初步的机制研究表明:A611是潜在的第III类组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi),通过抑制组蛋白的去乙酰化调节基因表达、诱导T细胞淋巴瘤细胞凋亡,在T细胞淋巴瘤的发生与发展过程中起重要作用。本项申请拟围绕前期研究结果,进一步确定新型选择性HDACi A611治疗T细胞淋巴瘤的有效性,并揭示其调控的分子机制和作用靶点。

摘要: T细胞淋巴瘤是一种罕见的癌症，约占非霍奇金淋巴瘤(NHL)的15%，治疗方法包括化疗、放疗和手术。然而，由于化疗或放疗的失败，患者迫切需要开展靶向治疗。本研究发现了一种C21-甾体衍生物A671可作为治疗T细胞淋巴瘤的新型靶向治疗药物。.方法:利用药用植物中分离的化合物构建化合物文库，从中筛选出了对多种细胞系具有较强抗癌活性的化合物A671化合物（之前在申请书中称为A611）。A671对T细胞淋巴瘤和红白血病的生长有特异性抑制作用。通过细胞增殖、细胞周期、细胞染色和凋亡分析揭示了A671对不同肿瘤细胞系的影响。采用Western blotting、RT-Q-PCR和转染慢病毒shRNA分析阐明了SIRT3和SAP18的表达及功能对白血病细胞存活和增殖的影响。分子对接结合免疫沉淀分析进一步揭示了A671与SAP18的结合。采用白血病动物模型，在体内证明A671的抗白血病作用。.结果:SIN3抑制因子复合物和NAD依赖的去乙酰化酶sirtuin-3（SIRT3）可控制细胞生长、发育和恶性转化。然而，这两种染色质修饰物之间的级联以及它们之间的相互作用是否具有治疗意义还所知甚少。本课题组发现了一种C21-甾体衍生物A671（3-O- chloroacetyl-gagamine），其可以在体外有效地抑制小鼠和人T细胞淋巴瘤和红白血病细胞的生长，并在相对应的淋巴瘤和白血病动物模型中发挥抑制作用。A671发挥抗肿瘤作用的机制是直接结合组蛋白去乙酰化酶复合体亚基SAP18。SAP18是SIN3抑制复合体的一个组成部分，它们的相互作用稳定并激活SAP18，导致NAD依赖蛋白去乙酰化酶sirtuin-3 (SIRT3)的转录抑制，从而抑制细胞的增殖并导致细胞死亡。同时，肿瘤细胞对A671的耐药与SAP18活性减弱和SIRT3持续表达相关。A671的系列衍生物 (称为A670,A672)也能与SAP18结合，但抑制了SAP18的功能。总之，本研究揭示了C21-甾体药物靶向SAP18-SIN3-SIRT3轴抑制T细胞淋巴瘤和其他恶性肿瘤，之后的将开展临床前研究以确定这类化合物是否能用于人T细胞淋巴瘤的临床治疗。