基于线粒体损伤信号通路研究MT-12致膀胱癌细胞自噬性死亡的作用及机制

Bladder cancer is a common tumor of the urogenital system. It is widely studied to search for more effective anti-cancer drugs and explore their therapeutic mechanism. In our previous study, MT12 could effectively inhibit the proliferation, invasion and metastasis of bladder cancer and induce autophagic death of bladder cancer cells. The protein structure analysis of MT12 showed it’s an amphoteric molecule with obvious polarity, which can interact with anionic phospholipids, meanwhile induce membrane lipid rearrangement and destruction of cell membrane structure. Mitochondria, as an important intracellular bilayer membrane organelle, the damage of mitochondria could induce autophagic cell death. Based on our preliminary study, we firmly believed that MT-12 induce autophagic death in bladder cancer cell by damage mitochondria. In this subject first we are planning to explicit the inhibitory effect of MT-12 on bladder cancer by inducing autophagic death. Then we explore the change of mitochondria structure and function induced by MT-12. Finally, we investigate the mitochondrial related autophagy pathway like ROS/JNK/P53 and ROS/AMPK/mTOR/ULK1. This study will help us to understand the relationship between mitochondria damage and autophagic cell death , provide new therapeutic aproach and target for the treatment of bladder cancer.

膀胱癌是泌尿生殖系统常见肿瘤，寻找有效的抑癌药物，并探索其治疗机制是研究的热点。课题组在前期研究中发现中华眼镜蛇毒膜毒素（MT-12）能够有效抑制膀胱癌的生长侵袭和转移，并能诱导膀胱癌细胞发生自噬性死亡，但其机制尚不明确。MT-12为具有明显极性的两极分子，并有和阴离子型磷脂质结合的位点，可诱导膜脂质重排并破坏细胞膜结构。而线粒体作为胞内重要的双层膜结构细胞器，其功能异常可诱导细胞发生自噬性死亡。故我们根据国内外研究及前期实验，提出科学假设：MT-12通过损伤线粒体致膀胱癌细胞发生自噬性死亡。研究拟进一步明确MT-12诱导自噬性死亡对膀胱癌的抑制作用，并探究MT-12导致的线粒体结构及功能的变化，最后对线粒体相关的自噬信号通路ROS/JNK/P53、ROS/AMPK/mTOR/ULK1进行探索。本研究将有助于理解线粒体损伤与细胞自噬性死亡的关联性,为膀胱癌的治疗提供新的治疗思路和靶点。

膀胱癌是泌尿生殖系统常见肿瘤，寻找有效的抑癌药物，并探索其治疗机制是研究的热点。课题组在前期研究中发现中华眼镜蛇毒膜毒素（MT-12）能够有效抑制膀胱癌的生长侵袭和转移，并能诱导膀胱癌细胞发生自噬性死亡，但其机制尚不明确。基于MT-12为具有明显极性的两极分子，并可诱导膜脂质重排并破坏细胞膜结构的特点，且线粒体作为胞内重要的双层膜结构细胞器，其功能异常可诱导细胞发生自噬性死亡，故我们根提出科学假设：MT-12通过损伤线粒体致膀胱癌细胞发生自噬性死亡。本研究则是对该科学假说的验证。研究通过体内外实验，首先验证自噬性死亡在MT-12 对膀胱癌细胞抑癌过程中的作用；进一步通过对MT-12处理后膀胱癌细胞线粒体结构和功能的变化，明确了MT-12可破坏膀胱癌细胞线粒体的正常功能，并诱导细胞ROS产生。最后通过分子实验验证了MT-12 通过影响细胞线粒体功能，激活ROS/JNK/P53信号通路进而诱导细胞发生自噬性死亡的分子机制及可能的信号通路。这一创新性的研究将揭示MT-12 抑制膀胱癌细胞的具体分子机制，同时深化对化疗药物作用后肿瘤细胞中线粒体调控细胞自噬性死亡机制的认识，加深对膀胱癌发生发展机理的了解。此外，本项目的研究也将有助于寻找出膀胱癌新的治疗靶点，为研发特异性的治疗药物提供新的思路。