人参皂苷Rh2（G-Rh2)细胞内作用靶点的确定以及其作用机制的研究

Apoptosis, a physiological form of cell death, is controlled by a series of genes and complex signals. It plays a central role in the development and homeostasis of multicellular organisms. Ginsenoside Rh2(G-Rh2), a trace compound of Panax ginseng C. A. Meyer, has been shown to induce cancer cell apoptosis in a Bcl-2 and Bcl-xL independent menner. Our previous study demonstrated that G-Rh2 triggers both mitochondrial cytochrome c mediated caspase-9/-3 activation pathway and membrane death receptor-mediated caspase-8/-3 activation pathway. Therefore, this compound successfully overcomes drug resistance of cancer cells caused by disruption of apoptosis pathway. However, its cellular targets and the molecular mechanism by which G-Rh2 initiates the two main apoptosis pathway are largely unknown. The objective of this application is to identify the cellular targets for G-Rh2 and define the signal transduction pathways from the target of G-Rh2.to known apoptosis pathways. At the completion of this project, we expect to find a new initiation mechanism for these two main caspase activation cascades, and to provide a new targets and candidate for developing novel anticancer drugs.

细胞凋亡是由一系列基因控制并受复杂信号调节的生理性、主动性细胞死亡行为，在多细胞生物的发育过程和自稳平衡（homeostasis）的维持过程中都发挥必不可少的作用。人参皂苷Rh2(G-Rh2)是人参的微量成分，不依赖Bcl-2和Bcl-xL的方式诱导癌细胞凋亡。我们的前期研究表明G-Rh2在极短时间内同时启动线粒体细胞色素C介导的内源型细胞凋亡通路和膜死亡受体介导的外源型细胞凋亡通路。该化合物能很好地克服因细胞凋亡通路受损而导致的癌细胞抗凋亡作用。然而，其在细胞内作用靶点和如何同时启动两种主要细胞凋亡通路的机制尚不清楚。本项目将1） 确定G-Rh2在细胞内的作用靶点；2）阐明G-Rh2作用靶点至已知细胞凋亡启动信号之间的信号转导过程。本项目的研究将发现细胞凋亡线粒体通路和膜受体通路的新的起始点，同时为攻克因失去细胞凋亡的调控所导致的癌症等各种疑难性疾病，提供新的靶标和先导化合物。

细胞凋亡是由一系列基因控制并受复杂信号调节的生理性、主动性细胞死亡行为，在多细胞生物的发育过程和自稳平衡（homeostasis）的维持过程中都发挥必不可少的作用。人参皂苷 Rh2(G-Rh2)是人参的微量成分，不依赖 Bcl-2 和 Bcl-xL 的方式诱导癌细胞凋亡。我们的前期研究表明 G-Rh2 在极短时间内同时启动线粒体细胞色素 C 介导的内源型细胞凋亡通路和膜死亡受体介导的外源型细胞凋亡通路。因此，该化合物能很好地克服因细胞凋亡通路受损而导致的癌细胞抗凋亡作用。.在本项目的支持下我们获得了以下研究成果。（1）G-Rh2同时诱导四种死亡受体Fas, TNFR1, DR4, DR5的转录；（2）Fas/FasL在G-Rh2诱导的膜死亡受体介导的细胞凋亡通路中发挥关键作用；（3）G-Rh2诱导的Fas表达受p53蛋白质的调控；（4）G-Rh2诱导p53蛋白质在细胞内的积累；（5）G-Rh2诱导Bax和Bak迅速转位至线粒体上，从而启动內源型细胞凋亡通路；（6）G-Rh2以p53非依赖方式启动內源型细胞凋亡通路。另外，（7）生物信息学的方法找到了能够同时调控膜死亡受体Fas, TNFR1, DR4, DR5的转录因子，并对其进行验证。（8）为了寻找G-Rh2在细胞内的靶点，我们建立了人肝癌细胞T7噬菌体展示库与固相PEGA载体偶联的(20S)G-Rh2（以(20R)G-Rh2为对照组）的技术平台。本项目的研究将发现细胞凋亡线粒体通路和膜受体通路的新的起始点，同时为攻克因失去细胞凋亡的调控所导致的癌症等各种疑难性疾病，提供新的靶标和先导化合物。