基于靶标TrxR 的新型曼宋酮F类似物的抗宫颈癌活性作用机制研究

硫氧还蛋白还原酶（TrxR）是调节细胞内氧化还原平衡的关键分子，通过多种途径调控细胞生长和增殖，是国际上高度关注的新型抗肿瘤靶标，寻找并深入研究TrxR靶向性的抗肿瘤药物先导化合物具有重要意义。本课题组发现具有抗宫颈癌活性的曼宋酮F类似物是一类新型的TrxR抑制剂，并对其作用机理和抗宫颈癌活性进行了初步研究。本项目拟在前期研究工作的基础上，基于靶标TrxR评价曼宋酮F类似物对TrxR的抑制作用和抗宫颈癌活性，并通过超滤法、酶动力学分析、等温滴定量热法、分子对接法、圆二色谱法、质谱法等重点研究曼宋酮F类似物与TrxR的相互作用机理，从蛋白、mRNA水平考察曼宋酮F类似物对TrxR的影响，从分子水平上深入阐明曼宋酮F类似物对TrxR的影响及其对TrxR相关的凋亡信号通路的调控作用，为寻找和开发出靶点清楚、机制明确的高效低毒抗宫颈癌药物提供科学依据。

本项目通过体内外模型分别研究了TrxR可逆抑制剂邻醌型曼宋酮F类似物和不可逆抑制剂α,β-不饱和酮化合物B5对宫颈癌的抑制活性及其作用机理。发现曼宋酮F类似物对多个宫颈癌细胞株具有较好的抑制作用，并能显著抑制小鼠宫颈癌实体瘤的生长。三维定量构效关系研究发现曼宋酮F类似物表面的σ电荷和π电荷对其抗宫颈癌活性有重要影响。机制研究发现曼宋酮F类似物f可阻滞宫颈癌细胞周期和诱导细胞凋亡，其机制可能是通过干扰线粒体途径，并进一步活化Caspases家族蛋白而引起的。而Trx介导的ASK1/MKK4和p38 MAPK 细胞信号通路可能参与了曼宋酮F类似物诱导的宫颈癌细胞凋亡的调控。此外，曼宋酮F类似物可显著提升细胞内ROS水平，其机制可能是通过抑制细胞内的TrxR活性和下调Trx蛋白的表达，从而导致细胞氧化还原环境改变而产生氧化应激，进而导致宫颈癌细胞的凋亡。另一方面，本项目还研究了TrxR不可逆抑制剂α,β-不饱和酮化合物B5对宫颈癌细胞的抑制活性及其作用机制，发现B5对宫颈癌细胞株CaSki和SiHa具有较好的抑制作用，并可诱导细胞凋亡和将细胞周期阻滞在G2/M期。机制研究发现，B5通过调控Bcl-2家族蛋白并诱导线粒体损伤，进而活化Caspase3、8、9以及PARP而诱导宫颈癌细胞凋亡。B5可显著提升细胞内ROS水平，且ROS抑制剂能够显著抑制B5诱导的细胞凋亡，表明B5通过诱导细胞内氧化应激而促使细胞凋亡发生。进一步研究发现细胞内ROS的聚积是由于细胞内TrxR的活性被抑制进而使Trx由还原状态变为氧化状态从而导致ROS无法被清除而产生氧化应激进而导致细胞凋亡发生。此外，通过透射电镜观察和标识性蛋白检测证实B5诱导了宫颈癌细胞内自噬体的产生，且自噬对其诱导的细胞凋亡具有明显的促进作用。机制研究发现B5通过抑制PI3k/Akt信号通路诱导宫颈癌细胞自噬。本项目的实施为寻找和开发出靶点清楚、机制明确的抗宫颈癌药物奠定了实验基础和提供了科学依据。