白桦脂酸结合Siglec-7增强NK细胞抗肺癌效应的分子机制研究

Because of its selective cytotoxicity against lung cancer, betulinic acid (BA) is a very promising chemotherapeutic agent for the treatment of cancer. Natural killer (NK) cells have a central role in the innate immune response against cancer, inhibiting their surface inhibitory receptor sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin (Siglec)-7 induces cytotoxicity by NK cells. Our recent studies reveal that BA enhances the killing effect of NK cells on lung cancer cells, indicating that BA is a potential immune booster. According to the surface plasmon resonance (SPR) assay, BA binds tightly to the Siglec-7 receptor. We hypothesize that the mechanism is determined by the specific binding of BA to Siglec-7. Here, we make a proposal by design and synthesis BA probes with dual photo-crosslinking/biotin bifunction groups to identify the potential binding structures. In addition, by conduction of microfluidic system, which can multicellular co-culture and better mimic in vivo conditions, we try to explore by what mechanism BA achieves such activity, further solidify our findings in mouse models, and elucidate possible mechanisms. This project is helpful to understand the molecular mechanism underlying how BA enhances the killing effect of NK cells on lung cancer, conductive to the development and clinical application of BA, and may provide an attractive pharmacological target for tumor immunetherapy and a platform for the discovery of anti-lung cancer drugs.

白桦脂酸诱导肺癌细胞凋亡，且不影响正常细胞生长，具有开发前景。NK细胞是机体抗肿瘤的第一道防线，抑制其表面的唾液酸结合性免疫球蛋白样凝集素7（Siglec-7）可增强NK细胞的杀伤活力。申请人近期研究发现，白桦脂酸增强共培养体系中NK细胞对肺癌细胞的杀伤活力，表面等离子共振实验表明白桦脂酸与Siglec-7特异性结合。由此推测：白桦脂酸通过结合Siglec-7从而增强NK细胞的抗肺癌效应。本项目拟利用含有光交联和生物素双功能基团的白桦脂酸分子探针明确其与Siglec-7的结合位点，基于微流控芯片细胞共培养、模拟肿瘤微环境的优势，阐明白桦脂酸增强NK细胞杀伤活力的分子机制，并用体内动物模型加以验证。本项目运用微流控芯片深入研究白桦脂酸增强NK细胞抗肺癌效应的分子机制，为肺癌免疫治疗的药物研发提供候选化合物，有助于白桦脂酸的开发和应用，为肿瘤免疫治疗提供新靶点，为肺癌药物研发提供新的技术平台。

研究发现白桦脂酸类化合物（BA）可以增强吉非替尼、奥希替尼等EGFR-TKI的抗肿瘤活性，设计合成分子探针用于对其活性机制进行深入研究。合成分子探针的过程中发现了一种脱除六碳糖不同位置羟基上的乙酰基基团的方法；对其作用机制深入研究，发现BA可以抑制一系列耐药相关蛋白的表达，包括ST6Gal-I、Axl、EGFR、Her3、Met等。.研究发现BA可以增强EGFR-TKI的抗肿瘤活性，在BA的共同作用下，吉非替尼对非敏感细胞株也有很好的抑制活性，为了对其作用机制及作用靶点进行深入研究，设计合成了一系列五环三萜类分子探针。在探针合成的过程中，发现了一种脱除六碳糖不同位置的羟基上的乙酰基基团的方法，半乳糖等六碳糖结构中的4个羟基具有相似的化学活性，难以对其进行选择性修饰，发现了一种简单、可控、且绿色的脱除羟基上乙酰基的方法:在碱性环境中，通过控制温度，即可脱除不同位置的羟基上的乙酰基基团，从而使六碳糖上羟基的选择性修饰变为可能。.在本课题中，由于合成的探针并没有很好的抗肿瘤活性，影响了靶点蛋白的寻找，在接下来的研究中，测试了BA对耐药相关蛋白的作用，发现白桦脂酸类衍生物可以抑制异常糖基化，并抑制多种耐药相关蛋白，包括ST6Gal-I、EGFR、Her3、Met、Axl等的表达，也为白桦脂酸的抗肿瘤活性提供了理论依据和新的思路。特别是其抑制EGFR的作用，有研究发现新上市的第三代EGFR-TKI药物奥希替尼可以“再激活”EGFR的表达，从而产生耐药，而BA类衍生物抑制EGFR的表达，可以与奥希替尼联合，增强其抗肿瘤活性。.本研究为天然产物来源的白桦脂酸类化合物的抗肿瘤活性提供了理论依据和并为其抗肿瘤作用提出了与EGFR-TKI联用的新思路。