核受体TR3/Nur77在子宫颈癌细胞中调控自噬性死亡的机制

Cervical cancer is a serious threat to women's health. Since many cervical cancers are resistant to tumor suppressor genes such as p53 induced cell apoptosis, it is of great importance and urgency to develop new therapeutic strategies independent of inducing apoptosis for cervical cancer treatment. Our previous data demonstrated that THPN (1-(3,4,5-trihydroxyphenyl)nonan-1-one), a nuclear orphan receptor TR3/Nur77 targeting compound, efficiently induces lethal mitophagy in a TR3/Nur77 dependent manner. However, cervical cancer cell lines are not sensitive to THPN induced autophagic cell death, and the underlining signal transduction pathway still needs to be addressed. Based on the preliminary data, this project will ① demonstrate whether Akt plays as a upstream inhibitory regulator of THPN-induced autophagy via phosphorylating TR3/Nur77 and investigate the underling mechanism, ② study the molecular mechanism of TR3/Nur77 on regulating dissipation of mitochondrial membrane potential via interacting with ANT, ③ analyze the regulatory functions of LC3 binding proteins on mitophagy, ④ explore therapeutic methods to sensitize cervical cancer to THPN-induced autophagic cell death. Our aim is not only to clarify the regulatory mechanism of mitophagy, but also to provide theoretical basis for developing cervical cancer therapeutic drug through autophagy induction.

子宫颈癌是严重威胁妇女健康的疾病。由于许多子宫颈癌对p53等抑癌基因介导的细胞凋亡并不敏感，因此寻找不依赖于诱导细胞凋亡的方法治疗子宫颈癌是目前亟需解决的问题。我们的前期结果发现，靶向核受体TR3（也称为Nur77）的化合物THPN能够以TR3依赖的方式诱导细胞发生致死性线粒体自噬。然而子宫颈癌细胞对THPN诱导的自噬并不敏感，TR3诱导线粒体自噬的信号机制也不完全清楚。本项目将在子宫颈癌细胞中研究①Akt是否是抑制THPN诱导的自噬性死亡的上游因子，并明确Akt通过对TR3的磷酸化发挥此功能的作用机制；②分析TR3通过与ANT结合引起线粒体膜电位丧失的分子机理；③阐明LC3结合蛋白调控线粒体自噬的信号转导通路；④寻找促进THPN诱导子宫颈癌细胞发生自噬性死亡的方法。通过研究期望能够阐明线粒体自噬的调控机制，为开发包括THPN在内的特异性诱导子宫颈癌细胞发生自噬性死亡的药物提供理论依据。

选择性自噬是细胞的质量控制系统，与肿瘤的发生发展密切相关。然而选择性自噬调控肿瘤细胞生长、死亡的机制却并不清楚。本项目经过四年的研究取得了如下研究成果：.1. 我们发现，在许多非黑色素肿瘤细胞中Akt2呈现高活性状态，它能够磷酸化TR3从而阻断THPN诱导TR3线粒体定位及由此产生的线粒体自噬，最终阻断自噬性细胞死亡。THPN联合Akt抑制剂能够在小鼠模型中抑制不同类型的肿瘤生长。在此基础上，我们还以THPN为母体结构，合成了一系列THPN的衍生物，并最终获得了一个更有效诱导自噬抑制肿瘤生长的化合物（Chemistry & Biology，2015，IF=5.592）。.2. 我们发现p62的新结合蛋白Flightless-I (FliI)通过与p62结合抑制LC3对p62的识别，从而阻断p62介导的选择性自噬，进而导致细胞内受损蛋白和DNA的累积，最终促进小鼠肿瘤的发生。FliI的功能可被ULK1和Akt诱导的磷酸化双向调控：ULK1磷酸化FliI抑制FliI与p62的结合，从而促进选择性自噬；而Akt对FliI的磷酸化则增强其与p62的结合，进一步抑制了选择性自噬（Cancer Research, 2018 IF=9.13）。.3. 我们发现线粒体自噬诱导剂CCCP等ROS诱导药物与硫酸亚铁共处理黑色素瘤细胞时，能够引起细胞ROS水平显著升高。线粒体外膜蛋白Tom20被ROS氧化形成多聚体，由此募集Bax蛋白到线粒体，进而促进细胞色素C释放到胞浆，激活Caspase-3；活化的Caspase-3切割并激活GSDME，导致细胞发生焦亡。在小鼠模型中我们进一步验证了铁和ROS诱导药物联合使用可以通过激活GSDME来抑制黑色素瘤生长与转移（Cell Research，2018, IF=15.393）。.此外，本项目还申请一项发明专利，获一项福建省自然科学奖一等奖。项目负责人获基金委优秀青年科学基金资助。