左金丸通过调制肿瘤特异代谢抑肝癌和转移及机制研究

Tumor-specific metabolism(TSM) including Warburg effect is a promising start point of targeted therapy. The crucial links in the process of intervention are in the extraordinary tumor glucose uptake, the key enzymes of glycolysis, pentose phosphate pathway, nucleotide synthesis and their regulatory pathways. Preliminary study found evodiamine significantly lowered the transcription level of glycolytic key enzymes , enzymes in the pentose phosphate pathway and catabolism of fatty acid, nucleoside diphosphate reductase and proteins in HIF and PI3K/AKT signal pathways. Evodiamine and berberine could also Inhibit tumor cells metastasis by Inhibitting EMT . Zuojinwan or its component, Evo (evodiamine) combined with cdk1 inhibitions;Coptis chinensis(berberine), showed synergistic anti-tumor effects either in vitro or in vivo,while sequential therapy . This study plans to use methods like quantitative real-time PCR, metabolite quantitative assay, Western Blot, enzyme activity assay , cloning over expressing and RNAi/special inhibition to clarify Zuojinwan or its component evodiamine and berberine and so on intervent TSM through inhibitting the enzymes and regulatory correlated pathways, to explicate its mechanism and relationship with tumor metastasis and extending lifetime with tumor-remained in bodies. In addition, to set an example for Chinese Medicine therapy of multi-target intervention of TSM.

肿瘤特异代谢（TSM）是指包含瓦伯格效应（超高水平的有氧糖酵解）在内、悬殊于正常的代谢方式，它能为肿瘤恶性增殖和侵袭转移营造内环境和平衡原料能源供给，是其掠夺营养、耗竭器官必经的夺命途径，故成为晚期癌症延长带瘤生存期的重要切入点。最近2篇《Nature》论文报道，TSM还与转移的启动密切相关。中药复方调制复杂的TSM网络具有优势潜力，前期发现左金丸的主要成分吴茱萸碱在代谢层面有5个TSM抑制靶点，对已知TSM信号通路PI3K\Akt、HIF等有显著调制作用，吴茱萸碱小檗碱除广谱诱导凋亡外还能抑制内皮间质化转变（EMT）及调节相关蛋白表达，抑癌细胞迁移侵袭。本课题拟进一步研究左金丸及其主要成分体内外遏制肝癌TSM与机制及物质基础，研究其调制TSM与抑EMT、增殖转移之间的关系，是否因果而非伴随效应，以此为例据揭示调制TSM网络减低夺命性是中医药肿瘤临床取得延长带瘤生存期疗效的另一重要机制策略

本课题对调节“肝脾不和，心下痞痛”的中医经典名方左金方（由黄连和吴茱萸组成）的主要药效成分吴茱萸碱、小檗碱、小檗胺，运用转录组学和代谢组学技术对其抗癌效应和相关机制进行了全面的筛查、比较、再验证，尤其在肿瘤特异代谢（TSM）方面进行了较详细的分析。首先揭示吴茱萸碱通过结合MET和EGFR抑制其下游的RAS-MARK和PI3K-Akt通路，以及同时抑制HIF通路，从而阻抑肿瘤的Warburg 效应（大量摄取葡萄糖进行有氧糖酵解）、戊糖磷酸途径、核苷酸和核酸合成，下调其关键酶表达，调控细胞周期、抑制癌细胞增殖、诱导M期凋亡，缩小移植瘤体积瘤重，延长带瘤生存期；揭示小檗碱能通过结合TGFR调控TGF-Smad通路多种Smad蛋白的表达和磷酸化，继而抑制PI3K-Akt和Wnt等通路，逆转内皮间质化转变（EMT），抑制癌细胞的转移侵袭；揭示小檗胺通过抑制自噬和Warburg效应乳酸生成，协同左金方其他成分及化疗药抗癌。研究分析了左金方在抑制肿瘤特异代谢和逆转EMT、抑制癌细胞转移侵袭的作用和药效物质基础。目前左金方及其主要成分吴茱萸碱、小檗碱、小檗胺的抗肿瘤研究多集中在诱导癌细胞程序化死亡及其机制上，通过多成分多代谢节点调制TSM抑癌、从而延长带瘤生存期未见报道。对左金方的3个主要成分进行两两组合，以及与消化系肿瘤常用的化疗药5FU、紫杉醇、顺铂等分别进行两两组合，或组成组份复方，比较其体内外抑制肝胃癌的药效，比较其对癌细胞生存率，凋亡率，葡萄糖摄取及乳酸生成等的影响大小；动物实验主要比较肝癌移植瘤大小、瘤重、模型小鼠体重、生存期，实验结果还显示左金方及吴茱萸碱的剂型、给药途径对其生物利用度、药效有重要影响。研究为左金方的抗肿瘤临床应用提供了参考和用药指导，为左金方抗肿瘤的改良应用开发提供了实验基础和依据。