天然产物Ainsliadimer A基于USP5新靶点诱导前列腺癌细胞凋亡的作用机制研究

Prostate cancer is the most common malignant tumor in men in Western countries，and the incidence of prostate cancer in China has been rising in recent years. Previously, in vitro and in vivo experiments showed that natural product Ainsliadimer A had a good anti-prostate cancer effect. Through the gene expression profiles of TCM components data platform and DARTS proteomics target discovery technology and molecular biology methods, we found that Ainsliadimer A could induce apoptosis of prostate cancer cells by degrading STAT3 and the molecular target might be USP5 protein. In this study, microscale thermophoresis(MST) technology, cellular thermal shift assay(CETSA), compound and protein binding mass spectrometry, protein site-directed mutagenesis experiment, co-immunoprecipitation experiment and shUSP5 interference assay will be used to focus on experimental verification: (1) direct binding action of Ainsliadimer A on USP5 target; (2) the effect of USP5 on STAT3 protein. In conclusion, this study will reveal the molecular target of natural product Ainsliadimer A-induced apoptosis in prostate cancer cells, and provides an effective method and approach for studying the mechanism of natural products.

前列腺癌在西方国家是男性最常见的恶性肿瘤，近年来我国的发病率也持续上升。本课题前期通过体外和体内实验发现天然产物Ainsliadimer A具有很好的抗前列腺癌作用。通过中药小分子表达谱数据平台与DARTS蛋白质组学靶标发现技术以及分子生物学手段，研究发现Ainsliadimer A通过降解STAT3诱导前列腺癌细胞凋亡的分子靶点可能为USP5蛋白。本课题拟采用微量热泳动仪技术（MST）、细胞热迁移实验（CETSA）、化合物与蛋白结合质谱检测、蛋白质定点突变实验、免疫共沉淀实验、shUSP5干扰实验等重点进行验证：（1）天然产物Ainsliadimer A直接作用USP5靶点；（2）去泛素化酶USP5对STAT3蛋白影响。通过本课题的研究，最终揭示天然产物Ainsliadimer A诱导前列腺癌细胞凋亡的分子靶点及作用机制，以期为天然产物分子靶点及作用机制研究提供了有效的研究方法及途径。

本课题前期通过体外和体内实验发现天然产物Ainsliadimer A具有很好的抗肿瘤作用。通过转录组学联通图谱CMAP技术，非标记化学蛋白质组学技术（DARTS）结合质谱分析以及热蛋白质组分析技术（TPP）联合应用，预测天然产物Ainsliadimer A的作用靶点为过氧化还原酶（PRDXs）家族的蛋白PRDX1和PRDX2。本课题采用微量热泳动仪技术（MST）、细胞热迁移实验（CETSA）、蛋白质定点突变实验、shRNA干扰实验等重点进行验证。天然产物Ainsliadimer A直接与PRDX1和PRDX2蛋白的共价结合位点分别为Cys173和Cys172。研究又在细胞水平，动物水平以及肿瘤类器官水平，证实了天然产物Ainsliadimer A通过靶向PRDX1/2诱导ROS介导的结肠癌细胞凋亡作用。.通过本课题的研究，最终揭示天然产物Ainsliadimer A诱导结肠癌细胞凋亡的分子靶点及作用机制，以期为天然产物分子靶点及作用机制研究提供了有效的研究方法及途径。