1-磷酸鞘氨醇/1-磷酸鞘氨醇激酶通路介导的雷公藤甲素抗癌机制研究

Triptolide possesses potent anti-tumor activity, yet the mechanism still remains unclear. Our previous studies showed that triptolide inhibited Sphingosine kinase 1 （Sphk1） expression and Sphingosine 1-phosphate（S1P） levels in tumor cells. Sphk1 mediates the expressions of many genes relevant to tumor and, therefore, plays a crucial role in tumor research. We propose a hypothesis to elucidate the anti-tumor mechanism of triptolide mediated by S1P/ Sphk1 pathway: Sphk1 activity and S1P synthesis increase under tumor condition, and triptolide decreases S1P synthesis by inhibiting the Sphk1 activity. In tumor cells, triptolide exerts anti-tumor activity through S1P/ Sphk1 pathway, including cell survival, migration, invasion, neovascularization and drug resistance. We study the anti-tumor mechanism of triptolide mediated by S1P/ Sphk1 axis in vivo and in vitro. Gene expression microarray, colon carcinoma model labeled by GFP and LC/MS/MS assay will be used in this project. We investigate the effect of triptolide on the biological behavior of human colon carcinoma and elucidate the crucial role of S1P/Sphk1 pathway by overexpressing Sphk1 in vitro and in vivo. We try to obtain the reasonable explanation to the anti-tumor mechanism of triptolide and provide vigorous experimental data for the clinical application of triptolide in this project. This mechanism might be useful for structural modification and analysis of structure-activity relationships of triptolide and its derivates, too. This study can help to deepen our knowledge of the action mechanism of triptolide in other related fields, particularly for the further discovery of traditional Chinese medicines with anti-tumor activity.

雷公藤甲素(TP)抗肿瘤活性倍受关注，但机制尚不明确。我们发现TP对Sphk1具有抑制作用，Sphk1S1P/Sphk1通路是癌症发生发展关键节点，调控众多癌症相关基因和蛋白。因此提出"S1P/Sphk1通路介导的TP抗癌作用机制假说"：TP抑制Sphk1激酶活性，降低S1P合成，通过该通路调控癌症相关基因的表达发挥抗癌作用，包括抑制肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭、血管生成、增加化疗药物敏感性等。本研究在细胞和动物水平上，采用LC-MS/MS、基因芯片、荧光蛋白标记结肠癌动物模型等现代生物技术，以S1P/Sphk1为主线，结肠癌为对象，考察TP如何通过此通路调控癌症相关基因改变肿瘤生物学行为及S1P/Sphk1如何发挥"总开关"作用。为雷公藤临床应用提供理论基础和实验数据，为TP构效关系研究、结构改造提供依据，并借鉴到TP在其它领域的作用机制研究中。为从中药中发现抗肿瘤活性物质的研究提供新途径。

雷公藤甲素(TP)抗肿瘤活性倍受关注，但机制尚不明确。前期研究发现TP对S1P信号通路具有抑制作用，S1P信号通路是癌症发生发展关键节点，调控众多癌症相关基因和蛋白。本研究在分子、细胞和动物水平上，采用LC-MS/MS、分子克隆、荧光蛋白标记等现代生物学技术，以S1P信号通路为主线，结肠癌、胆管癌为研究对象，考察TP通过此信号通路调控癌症相关基因的表达，发挥抗肿瘤作用：包括抑制肿瘤细胞增殖、迁移、肿瘤转移及抑制肿瘤炎症微环境等。通过本研究，考察S1P信号通路在雷公藤抗癌的关键作用，初步阐明S1P信号通路介导的雷公藤治疗癌症作用机制，建立完善的Sphk1抑制活性评价体系，为今后Sphk1抑制剂的研发提供技术支持。为雷公藤的临床合理应用提供理论基础和实验数据，为TP的构效关系研究、结构改造提供依据，并以此借鉴到TP在其它领域的作用机制研究中，为从传统中药中发现具有抗肿瘤活性物质的研究提供新的途径。在课题进展期间，通过课题组成员的共同努力，课题开展顺利，按时、按量、按质的完成了计划研究内容。先后发表标注基金资助的科研论文SCI论文10篇，申请专利两项。张陆勇2016年获得山东省科学技术进步奖一等奖，排名第二；2014年获得教育部科学技术进步奖二等奖，排名第一。通过该课题实施，已培养博士毕业生4人，目前在读博士生2人，硕士毕业生1人。相关工作获选2016年度“江苏省优秀博士、硕士学位论文”称号。在课题开展期间，课题组参与人员获批相关自然科学基金面上项目2项。