雄黄微生物转化液RTS诱导白血病细胞及多药耐药白血病细胞凋亡和细胞自噬性死亡的机制研究

The incidence of leukemia increased steadily with the progress of industrialization. Thus, to develop anti-leukemia drugs is imminent. The success of arsenic in treatment of leukemia attracts a great deal of attention to researchers to explore arsenic compounds’ activity of anti-leukemia. Meanwhile, the anti-leukemia activity of realgar, a Traditional Chinese Medicine, has become a focal point. However, the insolubility of realgar limits its usage in clinical trial. By using a microbial leaching process, we obtained realgar transforming solution (RTS) which showed obviously higher extent in induction of apoptosis in many cancer cells, leukemia cells and multidrug resistant leukemia cells. It also has reversal effect of drug sensitivity in K562/ADM cell in vitro. In this project we focus on the molecular mechanism of RTS on anti-leukemia effect. Especially in RTS induced apoptosis signaling pathway , autophagy signaling pathway, and the effect on multidrug resistance by autophagy level in leukemia cell, to clarify the role of apoptosis and autophagy in RTS mediated cell death. Through this research, we will provide a potential clinical candidate for anti-leukemia therapeutic drug, and pave the road for further development of realgar and realgar related drugs.

白血病的发病率和死亡率随着工业化的发展逐年攀升，开发抗白血病药物迫在眉睫。砷剂在白血病治疗方面取得的良好效果，为传统中药雄黄赋予了新的生命力。但作为矿物中药，雄黄的难溶特性制约了其药用发展。本实验室通过采用微生物浸矿技术，将含砷硫化矿物中药雄黄转化为可溶性的雄黄微生物转化液RTS。前期研究已证实，RTS对多种肿瘤细胞、白血病细胞及多药耐药白血病细胞具有良好的诱导凋亡效果，并能有效逆转多药耐药白血病K562/ADM细胞的耐药性。本项目拟在前期研究的基础上，在分子水平对RTS抗白血病机制进行深入探讨。通过研究RTS重建的细胞凋亡信号通路、参与调控的细胞自噬信号通路，以及细胞自噬水平对多药耐药特性的影响，阐明细胞凋亡和细胞自噬在RTS诱导的细胞死亡过程中扮演的角色以及发挥的作用。本项目的实施可为白血病的治疗提供候选药物，为雄黄及其相关药物的应用及发展提供理论支持。

白血病的发病率和死亡率随着工业化的发展逐年攀升，开发抗白血病药物迫在眉睫。砷剂在白血病治疗方面取得了良好效果，这为传统中药雄黄赋予了新的生命力。但作为矿物中药，雄黄的难溶特性制约了其药用发展。本实验室独创性的将含砷硫化矿物中药雄黄转化为可溶性的雄黄微生物转化液RTS。前期研究已证实，RTS对多种肿瘤细胞、白血病细胞及多药耐药白血病细胞具有良好的诱导凋亡效果，并能有效逆转多药耐药白血病K562/ADM细胞的耐药性。近年来的一些研究结果揭示，细胞凋亡和细胞自噬作为两种重要的细胞程序性死亡，与白血病的产生发展密切相关。本项目在前期研究的基础上，以白血病细胞及多药耐药白血病细胞为研究对象，在分子水平对RTS抗白血病机制进行探讨。通过对RTS, 雄黄和ATO的对比研究发现，RTS对组织淋巴瘤细胞和慢性髓系白血病细胞及其耐药株都表现出更显著的生长抑制作用和促凋亡作用，并发生细胞周期阻滞，耐药株表现出的敏感性更强。同时，砷剂诱导下的细胞也可发生自噬，且自噬发挥的双刃剑效应依赖于砷的浓度，RTS也以使用剂量更低而展现出更强的诱导自噬的能力。使用自噬抑制剂后，我们发现RTS处理组的cleaved-Caspase 3表达水平降低，而Bcl-2水平升高，从而削弱凋亡效应，证明低剂量RTS处理组中，自噬伴随着凋亡的发生，并且自噬有助于增强RTS的抗肿瘤效应。此外，RTS还能够在低剂量下通过自噬途径有效降解癌蛋白Bcr-Abl，其促进降解的能力明显高于雄黄和ATO。本项目的实施，为RTS的进一步开发提供了研究基础，也为雄黄及其相关药物的应用及发展提供了理论支持。