中药白术活性成分对虚证肿瘤恶病质的治疗作用及对外泌体介导的信号传导途径的干预机制研究

Cancer cachexia is one of the main causes of mortality in patients with cancer. But, the mechanisms of cancer cachexia have not been fully clarified and no drug specifically for treatment of cancer cachexia has been approved. Generally, patients with tumor cachexia exhibit Xu syndromes in clinic. Yu-Qi Fu-Zheng Traditional Chinese medicines such as Atractylodes macrocephala Koidz were effective in the treatment of cancer cachexia. In our preliminary study, we established a kind of Xu-syndrome cancer cachexia animal model and found that, active components of Baizhu such as atractylenolide I could exhibit therapeutic effects on Xu-syndrome cancer cachexia. Cell culture medium of C26 cancer cells could induce muscle atrophy and lipolysis in vitro and the inducing effects might be related to exosomes secreted by C26 cells. C26 exosomes contained high level of miR-199a-3p. And, miR-199a-3p mimic could directly induce muscle atrophy. Based on our preliminary results, firstly, we would try to study the mechanisms of exosome-mediated signal transduction. The target genes and affected signal pathways of miR-199a-3p would be searched. Secondly, we would check the role of exosome-mediated signal transduction in development of Xu-syndrome cancer cachexia. Thirdly, we would try to clarify the mechanisms of the therapeutic effects of atractylenolide I on Xu-syndrome cancer cachexia and its intervention effects on exosome-mediated signal transduction.

肿瘤恶病质是恶性肿瘤患者的主要致死因素之一，但其病理机制尚不够清楚，且无特异治疗药物。肿瘤恶病质患者临床证候多表现为虚证，白术类扶正益气中药可用于肿瘤恶病质治疗。我们前期研究中建立了虚证肿瘤恶病质动物模型；发现白术活性成分白术内酯I对虚证肿瘤恶病质表现出较好的治疗作用，且在体外能直接缓解由C26肿瘤细胞培养液诱发的肌管细胞萎缩；C26肿瘤细胞培养液诱导肌管萎缩和脂肪降解的作用与所含外泌体有关；C26细胞外泌体中含有高水平的miR-199a-3p；miR-199a-3p模拟物可直接诱导肌管萎缩。本项目拟在前期研究基础上，1、深入探索外泌体介导的信号传导途径的分子机制，寻找miR-199a-3p诱导肌肉萎缩的靶基因和调节的信号通路；2、确认外泌体介导的信号传导途径在虚证肿瘤恶病质病理发展中的参与；3、阐明白术内酯I对外泌体介导的信号传导途径的干预作用机制以及对虚证肿瘤恶病质的治疗作用机制。

肿瘤恶病质是恶性肿瘤患者的主要致死因素之一，但其病理机制尚不够清楚，且缺乏特异治疗药物。肿瘤恶病质患者临床证候多表现为虚证，常用含有白术的中药复方进行治疗。肿瘤恶病质的病理机制中肿瘤外泌体可能有参与。为了深入研究中药白术活性成分对肿瘤恶病质的改善作用及其对肿瘤外泌体介导的肿瘤恶病质的干预作用机制，在本项目中，（1）完善了前期研究中建立的虚症肿瘤恶病质动物模型，并运用该模型考察了中药白术活性成分白术内酯I（Atractylenolide I）对虚症肿瘤恶病质的改善作用，结果显示白术内酯I对虚症肿瘤恶病质具有明显的改善作用；（2）通过比较致恶病质C26结肠癌细胞分泌的外泌体与非致恶病质MC38结肠癌细胞分泌的外泌体，发现C26外泌体中富含如miR-199a-3p等microRNAs及活性蛋白，进一步研究发现C26外泌体及这些microRNAs或活性蛋白均可诱导肌萎缩，其机制可能与诱导骨骼肌细胞发生凋亡等相关。对临床结肠癌肿瘤患者的血样进行分析，发现血样中外泌体的水平与恶病质的发生发展具有相关性。这些结果提示肿瘤外泌体及其活性成分在肿瘤恶病质的发生发展中有重要参与作用；（3）对肿瘤细胞分泌外泌体的机制进行探索，发现STAT3/PKM2/SNAP23通路参与外泌体的分泌调控；（4）对白术内酯I改善肿瘤恶病质的机制进行了进一步的研究，考察其对肿瘤外泌体介导的肿瘤恶病质的干预，发现白术内酯I具有较强的STAT3通路抑制能力，在体外及在体动物中均可显著抑制肿瘤细胞外泌体的分泌，发挥其改善肿瘤恶病质的作用；（5）对白术内酯I的结构类似物土木香内酯的研究结果显示其也可通过抑制STAT3通路改善肿瘤恶病质，研究结果进一步证实了该类化合物改善肿瘤恶病质的潜力及机制。总之，本项目如期顺利完成，对中药白术活性成分改善肿瘤恶病质尤其是虚证肿瘤恶病质的作用进行了深入的研究，重点考察了其对肿瘤外泌体介导的肿瘤恶病质病理机制的干预。本项目的研究结果为中药白术及其复方在临床防治肿瘤恶病质的运用及可能的进一步研发提供了支持和基础，同时也增加了对肿瘤恶病质病理机制的了解。