真菌聚酮mycoE激活AMPK及其与p38和PI3K/Akt信号通路相互作用的机理

AMPK是一种涉及多种关键细胞信号转导途径的丝/苏氨酸激酶，是协调代谢和能量平衡的中心分子，AMPK的小分子激动剂对阐明AMPK的生理作用及其介导的细胞信号转导网络有重要价值。MycoE是骨架新颖的聚酮类化合物，对细胞有较广泛的作用。体外和细胞实验表明，mycoE促进AMPKalpha-亚基172苏氨酸残基的磷酸化，降低脂类的合成；分子模拟和点突变实验初步表明，mycoE可能与AMPKgamma-亚基结合。本项目研究将在阐明AMPK是mycoE的作用靶点的前提下，开展AMPK与p38-MK2-Hsp27信号通路之间的相互作用研究，并探讨p38-MK2-Hsp27信号通路的生物学功能；着眼于mycoE抑制细胞转移的作用，系统探索AMPK与mTOR-PI3K/Akt信号通路之间相互作用的分子机理；通过结构优化，获得对细胞作用特异性更强的mycoE衍生物。

本项目经过4年的实施，已按计划完成了任务，达到了预期目标，并取得了一系列的成果。在Natural Medicine; Cancer Research 等杂志发表相关论文10余篇；申请国家新药发明专利4项；在为国家培养输送药物研发方面的专门人才，也吸引了海外年青有为的专门人才加入到研究团队。随着本项目的实施，增进了国内外同行间的交流与合作，并促进了相关领域的研究进展。本项目研究也促进了福建省药物工程实验室的建设和发展，并成功晋升为国家地方共建的天然产物源靶向小分子药物实验室。取得的主要进展总结如下：.重要进展之一：mycoE通过对AMPK alpha亚基172位苏氨酸磷酸化的影响，从而发挥代谢调节作用。发现经mycoE处理后HeLa细胞糖代谢、核苷酸代谢和蛋白质合成相关蛋白表达下调。通过Western Blotting检测，发现参与糖酵解的己糖激酶2、醛缩酶A、磷酸丙糖异构酶、烯醇化酶1、丙酮酸激酶2、LDHA在mycoE处理HeLa细胞24 h内，以浓度依赖的方式下调；参与磷酸戊糖途径的6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸内酯酶显著下调。mycoE处理HeLa细胞12 h，在0-30 μM范围内，胞内乳酸含量以MED浓度依赖的方式降低，推测糖酵解可能被抑制。因而mycoE可以通过对能量代谢的调节而对肿瘤细胞进行全面的调控。.重要进展之二：发现AMPK的活化与p38和JNK MAPK信号通路的激活几乎同时发生。而AMPK与Akt的激活及其相关的信号通路之间的关系，可能是mycoE抑制细胞转移的前提和基础。mycoE通过调节AMPK的激活作用,进而影响细胞因子的产生,从而导致细胞迁移作用的抑制。.重要进展之三：初步确定了AMPK可能是mycoE在细胞内发挥作用的效应蛋白质。通过鸡胚尿囊素模型和初步细胞损伤模型，发现mycoE在一定浓度下，可以抑制新生血管的生成并对肿瘤细胞的迁移具有抑制作用。其通过调节AMPK的活性进而发挥抗肿瘤，抑制炎症因子的产生以及阻止某些细胞迁移中发挥作用。.重要进展之四：通过结构优化和天然来源的化合物的筛选,我们获得了对细胞作用特异性更强的小分子化合物NDM和GB。尤其是GB对AMPK具有较强的结合作用，并对AMPK表现出短时间的激活和长时间的抑制等复杂的调节作用。