从β2-AR/糖酵解角度探讨寒凉药白花蛇舌草抗肿瘤血管生成机制

Hedyotis diffusa (HD) inhibiting angiogenesis is one of the important ways for its anti-tumor effect, but the specific mechanism is not clear. Based on the theory of four nature of traditional Chinese Medicine，HD is a cold medicine，which could inhibits the body's sympathetic nerve/adrenal system and energy metabolism. Our previous research showed that HD could effectively suppress tubule formation and decrease level of glycolysis in VECs upon β2-AR activation. Recently it was found that β2-adrenergic receptor (AR) induced VECs glycolysis play an crucial role in tumor angiogenesis, So we suggest a hypothesis that HD inhibits angiogenesis by regulating the "β2-AR/VECs glycolysis metabolic axis" through multipath. This study is intended to investigate the effects of HD and monomer components on the metabolic axis of β2-AR/VECs glycolysis using then reveal the main role of HD. Then the molecular biology, modern analytical technology and network pharmacology models were used to confirm the effect of HD on the key links of tumor angiogenesis mediated by the "β2-AR/VECs glycolysis metabolic axis". This project is intended to investigate HD’s specific mechanism of anti-tumor effect from metabolism and helps to reveal scientific connotation for the use of HD on tumor therapy and also provides an experimental support for clinical application of HD from a new perspective.

白花蛇舌草（HD）抑制血管生成是发挥抗肿瘤作用的重要途径之一，但具体机制不清。基于中药四性理论现代研究，寒凉药HD具有抑制机体交感神经-肾上腺系统和能量代谢功能，预实验结果显示，HD能抑制β2-AR活化介导的血管生成和VECs糖酵解水平。鉴于最新研究证实β2-肾上腺素受体(AR)介导VECs糖酵解在肿瘤血管生成发挥至关重要作用，课题组据此提出假说：HD通过多环节协同调节β2-AR信号轴介导的VECs糖代谢，进而抑制肿瘤血管生成。本研究拟采用整体动物和细胞模型，考察HD及活性成分对“β2-AR/VECs糖酵解代谢轴”的影响，初步揭示主要作用环节；再利用分子生物学、现代分析技术及网络药理模型等确证HD对“β2-AR/VECs糖酵解代谢轴”介导肿瘤血管生成关键环节的影响，从能量代谢角度探讨寒凉药HD调控β2-AR介导肿瘤血管生成的机制，该项目有助于揭示HD抗肿瘤的科学内涵并为临床合理应用提供参考

白花蛇舌草（HD）抑制血管生成是发挥抗肿瘤作用的重要途径之一，血管内皮细胞（VECs）糖酵解在肿瘤血管生成发挥至关重要作用，本项目主要论证HD调控β2-AR信号轴介导VECs糖代谢从而抑制肿瘤血管生成的作用及机制。首先，本项目采用小鼠肝癌Hepa1-6细胞株构建原位肝癌移植模型。在整体模型中通过考察HD对肿瘤生长、血管生成的影响，确证了HD在体内确实能够抑制肿瘤血管生成；同时对动物血清的糖酵解水平（葡萄糖摄取和乳酸生成）和关键酶活性（HK、LDH等）也有明显抑制作用。其次，在体外脐静脉内皮细胞株（HUVECs）模型中，通过考察HD对HUVECs细胞增殖与小管形成的影响，确证了HD可抑制β2受体激动剂诱导的小管形成，同时对细胞糖酵解水平也有明显抑制作用。因此，课题组从体内外两种模型均证实HD能抑制HUVECs糖酵解而抑制血管生成。再次，课题组通过考察了HD对HUVECs糖酵解相关的分子表达和信号通路活性，明确了HD调控HUVECs糖酵解抑制肿瘤血管生成的机制是通过影响HIF-1a、ERK和AKT信号通路,下调糖酵解关键酶（HK2、PFKM、PKM2）水平来实现的。而且课题组还进一步证实了HD调节这些关键分子和信号通路主要与其中的活性成分槲皮素（Quercetin）降低HK2、PFKM、PKM2表达水平和活性、下调AKT信号通路活性有关。最后，课题组还初步得出结论：HD不仅能调控内皮细胞的糖酵解，还能通过影响肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的脂肪酸代谢改善肿瘤炎症微环境而间接调控肿瘤血管生成。该项目研究，不仅从能量代谢角度阐明HD调控肿瘤血管生成发挥抗肿瘤的机制，为开发针对内皮细胞代谢重编程的中药提供新思路；还丰富清热解毒法调节血管生成抗肿瘤的科学内涵。