基于SDF-1/CXCR4生物轴及下游Wnt/β-catenin信号通路探讨藤黄醇提取物调控结肠癌干细胞干性维持和归巢的机制研究

The cancer stem cells(CSCs) are the main cause of colon cancer to drug resistance, cancer recurrence and metastasis. The SDF-1/CXCR4 axis maintain the stemness of CSCs to promote the proliferation and invasion ,and regulate the CSCs homing to complete diatant metastasis after Wnt／β-catenin signaling pathway activation. Our group have performed that ethanolic extract of gamboge (EEG) not only has the ability to induce colon cancer cells apoptosis, but also has a significant inhibitory effect on the growth and metastasis of nude mouse orthotopic xenografts model of colorectal cancer. The mechanism is related to proteins and genes that down-regulate the expression of β-catenin、MMP-7、Cyclin D1.In this study,We plan to sort the colon CSCs in vitro and observe the effect of EEG on the stemness and homing of CSCs. We will use the nude mice to establish a xenograft of colon cancer model. The real-time PCR, western blotting and immunohistochemistry technologies are explored to check the key molecular changes. This project is aimed to examine the anti-cancer effect of EEG in the CSCs and the specific microenvironment-niche. It helps to explain the mechanism of colon cancer proliferation, invasion and metastasis, may be conform new targets ,and provide new idea for the development of anti-colon cancer drugs with independent intellectual property rights in China.

结肠癌中存在的肿瘤干细胞是导致肿瘤耐药、复发、转移的根源。SDF-1/CXCR4生物轴可以激活Wnt经典信号通路，维持肿瘤干细胞干性，促进肿瘤干细胞的增殖和侵袭，调控肿瘤干细胞归巢完成远处转移。前期研究发现藤黄醇提取物不仅能够诱导结肠癌细胞凋亡，而且能抑制结肠癌裸鼠原位移植瘤的生长和转移，其作用机制与下调Wnt经典信号通路中枢分子β-catenin及其下游MMP-7、Cyclin D1等基因蛋白的表达有关。本课题拟通过体外分选结肠癌干细胞，观察藤黄醇提取物对其干性特征和归巢能力的影响，并通过构建裸鼠原位移植瘤模型，使用实时荧光定量、免疫印迹、免疫组化等实验，检测相关分子指标的改变。本项目从结肠癌干细胞及其赖以生存的特定微环境—干细胞龛的角度出发，探讨藤黄醇提取物抗肿瘤作用，有助于阐释结肠癌增殖、侵袭转移的机制，期待从中发现新的靶标，为开发具有我国自主知识产权的抗结肠癌药物提供新思路。

结直肠癌（Colorectal cancer,CRC）是世界上最常见的胃肠道致死性肿瘤。尽管已在包括手术和化疗的主要治疗方法上取得了很大的进步，但转移和复发仍然是主要的死亡原因。因为大部分肿瘤中存在的肿瘤干细胞（cancer stem cells,CSCs）可能会导致肿瘤逃避常规化疗。因此，靶向CSCs药物可能是成功治愈CRC的最佳选择。.首先通过液相色谱法测定藤黄醇提取物的主要活性成分，随后流式分选鉴定CSCs和SDF-1 诱导炎性因子干细胞龛，并通过干细胞球形成、软琼脂克隆形成、Transwell 小室实验、荧光电镜等体外实验证实了藤黄醇提取物对结肠癌干细胞肿瘤学特征的影响。进一步构建过表达的质粒转染CXR4并检测肿瘤侵袭能力，发现藤黄醇提取物可能通过下调CXCR4抑制Wnt中枢分子β-catenin发挥抗癌作用。最后，通过构建CSCs皮下移植瘤和绿色荧光转染的原位移植瘤模型，并对其荧光强度、动物体重、肿瘤重量、转移情况进行动态检测，通过组织标本验证藤黄醇提取物的相关抗癌机制。.研究结果表明藤黄醇提取物不仅可以抑制结CSCs原位移植瘤的生长，而且可以增强5-氟尿嘧啶的抑瘤疗效，降低结肠原发肿瘤向远处转移，是一种潜在治疗CSCs药物,其作用机制可能为阻断 SDF-1/CXCR4 生物轴，抑制下游经典 Wnt 信号通路异常激活，从而调控上皮间质转化过程，影响CSCs干性维持和归巢。