基于千层纸素对肿瘤细胞生物能量代谢调节的抗肿瘤机制研究

千层纸素（Oroxylin A）是中药黄芩的有效单体成分之一，前期研究结果表明，千层纸素具有较强的体内外抗肿瘤活性。进一步研究发现激活线粒体凋亡通路诱导肿瘤细胞凋亡是其发挥抗肿瘤作用的机制之一，同时研究结果显示千层纸素可调节肿瘤细胞能量代谢的关键调控因子HIF-1 和p53的蛋白表达，提示通过影响肿瘤细胞的生物能量代谢引起线粒体功能损伤可能是千层纸素激活线粒体凋亡通路，诱导细胞凋亡的关键。目前有关千层纸素如何调节HIF-1和p53影响细胞的生物能量代谢从而诱导肿瘤细胞凋亡的机制研究国内外未见报道。本项目旨在运用Real-time PCR、基因转染、siRNA等分子生物学技术，通过对线粒体功能及肿瘤细胞生物能量代谢的研究，明确千层纸素在HIF-1和p53调节细胞糖酵解及氧化磷酸化平衡的作用，以阐明千层纸素抗肿瘤作用的新机制。

本课题组研究的千层纸素（oroxylin A），是中药黄芩的有效成分之一，动物体内实验研究结果表明千层纸素具有较强的抗肿瘤活性。进一步研究表明千层纸素诱导的线粒体依赖性凋亡通路的激活，是其抗肿瘤活性的机制之一。此外，研究结果显示千层纸素可调控肿瘤细胞能量代谢的关键调控因子p53和HIF-1的表达，提示千层纸素通过影响肿瘤细胞的生物能量代谢而引起肿瘤细胞代谢微环境的改变或线粒体功能损伤，可能是激活线粒体凋亡通路的关键因素。本课题主要基于肿瘤细胞特有的Warburg效应，应用Western Blotting、Real-Time PCR、siRNA、质粒转染及流式细胞术等方法，对线粒体功能及肿瘤细胞生物能量代谢的研究，验证了千层纸素对肿瘤生物能量代谢的两个关键调控因子p53、HIF-1及其相关通路的影响，揭示了千层纸素在p53和HIF-1调节肿瘤细胞有氧糖酵解及氧化磷酸化平衡中的作用，以阐明千层纸素抗肿瘤作用的新机制，有助于建立新型抗肿瘤药物的筛选平台。研究结果表明，千层纸素在不引起明显细胞凋亡的剂量即可影响肿瘤细胞的糖代谢作用，有效抑制葡萄糖的摄取和乳酸的生成，抑制有氧糖酵解的过程，促进肿瘤细胞代谢类型由有氧糖酵解向氧化磷酸化作用的转变，且在低氧条件下的作用要明显强于常氧条件下。进一步研究结果证实，千层纸素对肿瘤细胞能量代谢的影响与其对p53和HIF-1相关通路的调控有关。.基于此次国家自然科学基金的资助，本课题组累计发表千层纸素相关论文共9篇，其中SCI论文9篇（最高影响因子4.447），另有1篇已接收，1篇修回，1篇在撰稿中。同时，先后培养研究生共7人，其中博士生1人，硕士生6人。并申请千层纸素相关专利2项，已授权2项。