毛钩藤碱通过激活CAP1调控的线粒体分裂选择性诱导肺癌细胞凋亡的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81874357
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3210.中药抗肿瘤药理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Lung cancer is the most common incident cancer and the leading cause of cancer death in China. It is of great significance to find novel anti-lung cancer drugs with high efficiency and low toxicity. Our preliminary experiments found that natural compound Hirsutine selectively induced apoptosis in lung cancer cells but with little toxicity in normal cells, indicating that Hirsutine has the potential to be developed as a new anti-lung cancer drug with high efficacy and low toxicity, but the molecular mechanism of its anti-lung cancer activity is not clear. Our preliminary experiments revealed that Hirsutine induces CAP1 (a protein highly expressed in lung cancer) dephosphorylation/activation, leading to mitochondrial fission, cytochrome c release and eventually apoptosis. However, the molecular mechanism by which CAP1 regulates mitochondrial fission remains unclear. The literatures and our preliminary results suggest that CAP1-regulated mitochondrial fission depends on its actin depolymerization activity through interaction with cofilin at the mitochondrial fission site, gradually shortening the length of F-actin, causing the contraction of the complex ring, and finally leading to mitochondrial fission. In this proposal, we aim to clarify Hirsutine’s selective anti-lung cancer activity and elucidate the molecular mechanism underlying the anti-lung cancer effects of Hirsutine through activation of CAP1-mediated mitochondrial fission. Our study will strengthen the understanding of mitochondrial fission, and provide novel targets and intervention strategy for lung cancer treatment.
肺癌是我国第一大癌症,寻找新的高效低毒抗肺癌药物具有重大意义。我们前期筛选出天然植物来源毛钩藤碱(Hirsutine)具有良好的选择性抗肺癌活性,具有开发成为高效低毒的抗肺癌新药潜力,但其选择性抗肺癌分子机制尚不明确。我们预实验发现毛钩藤碱可去磷酸化激活肺癌高表达的CAP1,诱发CAP1依赖的线粒体分裂,导致细胞色素C释放和细胞凋亡,从而发挥选择性抗肺癌作用。但CAP1调控线粒体分裂的机制尚不清楚,综合文献和我们前期研究结果提示CAP1可能是在线粒体分裂位点与Cofilin相互作用解聚F-actin,逐渐缩短F-actin长度,引起分裂复合物环收缩,最终缢裂线粒体。本项目拟在细胞系、动物、患者原代细胞多层次进一步明确毛钩藤碱的选择性诱导肺癌细胞凋亡作用,并阐明毛钩藤碱激活CAP1调控线粒体分裂的分子机制。本项目将加深对线粒体分裂的理论认识,为肺癌的治疗提供新的靶点和干预方法。

结项摘要

肺癌是我国第一大癌症,寻找新的高效低毒抗肺癌药物具有重大意义。我们前期筛选出天然植物来源毛钩藤碱(Hirsutine)具有良好的选择性抗肺癌活性,具有开发成为高效低毒的抗肺癌新药潜力,但其选择性抗肺癌分子机制尚不明确。我们深入研究发现Hirsutine可体内外激活肺癌高表达的ROCK1, 诱导下游PTEN/PI3K/Akt/GSK3β通路激活,导致线粒体渗透性转换孔开放,诱发线粒体损伤途径细胞凋亡,具有良好的体内抗肺癌作用。另外我们还发现Hirsutine可诱导ROCK1下游分子CAP1去磷酸化。我们发现CAP1是潜在的肺癌治疗靶点,在肺癌高表达,与患者预后负相关,CAP1可与Actin和Cofilin一起转位到细胞核中,直接与CDK9/Pol II相互作用,促进Pol II(Ser2)磷酸化激活,增加Pol II介导的转录,促进蛋白质合成,加速肺癌细胞周期进程,并在动物体内证实了CAP1的促进肺癌增殖的效应,验证了上述机制。通过本项目研究,我们共计发表SCI论文2篇,包括Oncogene (IF:9.867),Cell Death and Disease (IF:8.469),获得授权发明专利1项。我们的研究可为肺癌的治疗提供潜在的靶点和治疗药物。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Novel role of CAP1 in regulation RNA polymerase II-mediated transcription elongation depends on its actin-depolymerization activity in nucleoplasm
CAP1 在调节 RNA 聚合酶 II 介导的转录延伸中的新作用取决于其核质中的肌动蛋白解聚活性
  • DOI:
    10.1038/s41388-021-01789-3
  • 发表时间:
    2021-04-28
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Zhang,Qian;Tang,Qin;Li,Guobing
  • 通讯作者:
    Li,Guobing
Hirsutine induces mPTP-dependent apoptosis through ROCK1/PTEN/PI3K/GSK3β pathway in human lung cancer cells.
Hirsutine 通过 ROCK1/PTEN/PI3K/GSK3β 途径诱导人肺癌细胞中 mPTP 依赖性细胞凋亡。
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-05-22
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhang R;Li G;Zhang Q;Tang Q;Huang J;Hu C;Liu Y;Wang Q;Liu W;Gao N;Zhou S
  • 通讯作者:
    Zhou S

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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