三尖杉酯碱靶向PARP-1通过METTL3介导TS的甲基化修饰抑制肺癌血管新生的机制研究
批准号:
82104449
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李馨阳
依托单位:
学科分类:
中药抗肿瘤药理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李馨阳
中文摘要
三尖杉酯碱(HT)是三尖杉属植物的主要活性成分,临床用于治疗血液瘤疾病。申请者发现HT具有抗肺癌血管新生的作用,但其机制尚不清楚。进一步研究发现HT能够靶向抑制PARP-1酶活性且抑制肺癌细胞分泌VEGF。此外申请者还发现PARP-1能够与TS mRNA结合并促进TS表达。申请者已报道过TS调控肺癌细胞分泌VEGF促进血管新生的机制。但HT对肺癌细胞分泌VEGF的抑制是否与TS和PARP-1相关,尚待研究。本研究拟在明确HT与PARP-1构效关系的基础上,通过研究PARP-1与TS mRNA结合招募METTL3介导TS的甲基化修饰的作用,进而阐明PARP-1调控METTL3/TS/VEGF/VEGFR-2信号通路促进肺癌血管新生的机制,并在荷瘤鼠和肺原位癌鼠模型上验证HT靶向抑制PARP-1酶活性发挥抗肺癌血管新生的作用。该研究为拓展三尖杉属中药活性成分的应用提供了新的方向。
英文摘要
Harringtonine (HT) is the main active component of Cephalotaxus, which is used to treat the hematoma. The applicant found that HT has an anti-angiogenesis effect on lung cancer, but its mechanism is still unclear. Further studies showed that HT could inhibit the activity of PARP-1 and the secretion of VEGF in lung cancer cells. Besides, the applicant also found that PARP-1 could bind to TS mRNA and promote TS expression. The applicant has reported the mechanism of TS regulating VEGF secretion and promoting angiogenesis in lung cancer cells. However, whether the inhibition of VEGF secretion by HT is related to TS and PARP-1 remains to be studied. Based on the clarification of the structure-activity relationship between HT and PARP-1, this study intends to study PARP-1 and TS mRNA's role in recruiting METTL3 to mediate the methylation modification of TS. To elucidate the mechanism of PARP-1 regulating the METTL3/TS/VEGF/VEGFR-2 signaling pathway to promote angiogenesis of lung cancer, we also verified the anti-angiogenesis effect of HT targeting inhibition of PARP-1 enzyme activity in Xenograft tumor mice and lung cancer in situ mouse models. This study provides a new direction for expanding the application of the active components of Cephalotaxus.
本研究深入发掘三尖杉酯碱(Harringtonine, HT)在非小细胞肺癌(NSCLC)治疗方面的潜在作用机制,通过结构解析与酶活性抑制实验首次证实HT是一种新型PARP-1蛋白抑制剂。进一步采用细胞热位移分析(CETSA)与药物亲和力响应靶点稳定性(DARTS)技术,在NSCLC细胞中验证了HT与PARP-1的特异性结合特性。通过分子对接模拟与单点突变验证实验,本研究揭示HT通过与其活性口袋关键氨基酸残基Asp766、Gly863及Ser864形成稳定氢键网络,从而有效抑制PARP-1酶活性。在阐明HT-PARP-1构效关系的基础上,研究进一步发现PARP-1可通过结合TS mRNA的378-464核苷酸区域,特异性招募甲基转移酶METTL3,促使TS mRNA第389位点发生m6A甲基化修饰。该表观遗传调控机制显著增强TS mRNA稳定性,进而促进其与TS蛋白的相互作用。并且,验证了靶向干预PARP-1/METTL3/TS信号轴能够通过减少VEGF分泌抑制肺血管内皮细胞成管趋化能力。通过建立荷瘤小鼠模型,研究证实HT能够有效抑制TS蛋白表达,当TS蛋白被抑制时VEGF分泌减少导致肺癌血管新生受阻,进而抑制肺癌增殖。本研究为三尖杉属植物活性成分的临床应用及抗肿瘤药物研发提供了新的理论依据。
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