以哇巴因为探针药物的肿瘤细胞分子伴侣介导的自噬信号转导途径研究

Autophagy has become a hot point in the mechanism study of anti-tumor drugs mainly focusing on macroautophagy nowadays. However, recent study demonstrated that chaperone-mediated autophagy (CMA) was up-regulated in different types of cancer cells regardless of the status of macroautophagy, and might be a promising target of anticancer drugs. But chemical modulation of CMA is not currently possible, owing in part to the lack of information on the signaling mechanisms that modulate this pathway. Our previous study showed that cardiac glycoside ouabain, a Na+/K+-ATPase inhibitor, potently inhibited CMA in tumor cells. Na+/K+-ATPase is regarded as a receptor for cardiac glycoside, Na+/K+-ATPase and its down-stream signaling pathway has been shown to be important in the anti-tumor effect of cardiac glycoside. Thus, basing on our previous results and references we speculated that Na+/K+-ATPase and its down-stream ROS-Src-Ras-Raf-ERK pathway may regulate CMA in tumor cells, and this hypothesis will be well explored in this project. The results will benefit the clarification of Na+/K+-ATPase-related CMA signaling pathway in tumor cells, and will also provide a sound basis for the development of new anticancer drugs.

自噬是目前抗肿瘤药物研究热点之一。近年研究表明，分子伴侣介导的自噬（CMA）在多种肿瘤中水平明显升高，与肿瘤细胞增殖密切相关，可能成为抗肿瘤药物新的作用靶点。但尚未见抑制肿瘤细胞CMA药物，而CMA信号转导途径亦不十分清楚。本课题组前期研究表明，强心苷类化合物哇巴因在nM浓度即对肿瘤细胞CMA具有明显抑制作用。哇巴因的作用靶点为Na+/K+-ATPase，其下游信号转导通路是强心苷类化合物抗肿瘤作用机制中的焦点。根据前期结果及文献研究，我们推测Na+/K+-ATPase及其下游的ROS-Src-Ras-Raf-ERK信号通路可能对肿瘤细胞CMA具有调控作用。在本项目中我们将以哇巴因为探针药物对上述推测进行研究，旨在阐明Na+/K+-ATPase相关的肿瘤细胞CMA新的信号转导机制及强心苷类化合物新的作用机制，为抗肿瘤药物开发提供重要科学依据。

自噬是目前抗肿瘤药物研究热点之一。近年研究表明，分子伴侣介导的自噬(CMA) 在多种肿瘤中水平明显升高，与肿瘤细胞增殖密切相关，可能成为抗肿瘤药物新的作用靶点。但CMA信号转导途径尚不十分清楚。本课题组前期研究表明，强心苷类化合物哇巴因在nM浓度即对肿瘤细胞CMA具有明显抑制作用。哇巴因的作用靶点为Na+/K+-ATPase，其下游信号转导通路是强心苷类化合物抗肿瘤作用机制中的焦点。本项目中以哇巴因为探针药物考察了Na+/K+-ATPase及其下游信号通路对肿瘤细胞CMA的调控作用。.结果表明，（1）在人肺腺癌A549细胞中哇巴因可降低CMA标志性蛋白LAMP-2A及Hsc70蛋白水平、改变LAMP-2A蛋白及其底物在溶酶体的分布，抑制肿瘤细胞CMA水平；敲减Na+/K+-ATPase α1、α3亚基后Hsc70蛋白水平降低，干扰Na+/K+-ATPase α2、α4亚基对Hsc70的蛋白水平没有影响，而干扰Na+/K+-ATPase α1、α2、α3、α4对Lamp-2a的蛋白水平均无影响，表明哇巴因对肿瘤细胞CMA的影响与Na+/K+-ATPase对CMA影响的机制不完全相同。哇巴因可通过激活Na+/K+-ATPase下游ROS-Src-Ras-Raf-ERK信号通路中的ROS及ERK发挥抑制肿瘤细胞CMA的作用，同时P38及JNK也参与哇巴因对肿瘤细胞的抑制作用。ROS与ERK之间相互促进，共同抑制CMA活性。（2）在人宫颈癌HeLa细胞中，有血清培养条件下哇巴因通过抑制ERK-p53激活CMA，激活后的CMA进而抑制糖酵解；无血清培养条件下则通过激活ERK-p53抑制CMA，激活后的p53进而抑制糖酵解。.本项目研究结果揭示了Na+/K+-ATPase相关的肿瘤细胞CMA新的信号转导机制及强心苷类化合物新的作用机制，为抗肿瘤药物开发提供科学依据。